Следующая часть цикла статей, где мы разбираем странности планет и спутников Солнечной системы (предыдущие в профиле). Сегодня речь пойдет о Луне.
Вообще, для человечества, Луна - один из самых хорошо знакомых объектов в космосе. Мы видим её каждый месяц, знаем про фазы, приливы, кратеры и даже успели оставить на её поверхности несколько следов своего пребывания. Для нас она давно стала просто декорацией на ночном небосводе, которое освещает дорогу влюблённым парочкам ночью, вдохновляет поэтов, да и вообще кажется вечной и неизменной. А зря. Потому что она совсем не такая спокойная и мёртвая, какой кажется с Земли. Луна постепенно уменьшается, иногда трясётся, умудряется ржаветь, прячет под поверхностью целые подземные структуры и даже носит на себе огромные светлые узоры, происхождение которых долго оставалось загадкой. А ещё одна её сторона почему-то совсем не похожа на другую. Давайте разбираться, насколько странным на самом деле является наш ближайший космический сосед.
Луна постепенно уменьшается и из-за этого трясётся
Закройте глаза и попытайтесь мысленно представить себе Луну.
Думаю, не сильно ошибусь, если предположу что получилось что то такое: огромный серый каменный шар, который миллиарды лет спокойно летает вокруг Земли и влияет на приливы/отливы. Но это не совсем так.
Луна постепенно остывает. Когда-то она была значительно горячее, а её внутренности до сих пор медленно теряют тепло. При охлаждении Луна немного сжимается. За последние несколько сотен миллионов лет её диаметр, по оценкам учёных, уменьшился примерно на 50 метров. Это оценка по морфологии разломов, не прямое измерение, но она согласуется с несколькими независимыми работами. Конечно пятьдесят метров для Луны - практически ничто. Но проблема в том, что её поверхность не резиновая. Она не может просто равномерно сжаться вместе со всем остальным. Кора хрупкая, поэтому при сжатии начинает ломаться, образуя характерные уступы - так называемые лопастные обрывы. С Земли их не видно, но на снимках Lunar Reconnaissance Orbiter их тысячи. Почему не видно с Земли? Потому что они слишком низкие. Высота обычно десятки метров, а длина меньше 10 км. На фоне кратеров километрового диаметра это почти незаметная «ступенька». С Земли, даже в хороший телескоп, такое не разглядеть.
И самое что интересное - эти разломы двигаются. Когда одна часть коры сдвигается относительно другой происходит лунотрясение. И это не едва заметная вибрация. Сейсмометры «Аполлонов» зафиксировали лунотрясения магнитудой до 5,5. Некоторые длились больше десяти минут. Для сравнения: землетрясение такой магнитуды на Земле это уже серьёзно. Оно ощущается, оно может повредить здания. Но на Земле такие события длятся секунды. На Луне же минуты. Потому что там нет воды, которая гасит колебания. Некоторые из этих разломов выглядят настолько свежими, что их считают потенциально активными и сегодня. На снимках LRO видны следы обвалов и движения валунов рядом с разломами. Это может быть результатом недавних событий. Недавних по геологическим меркам конечно, то есть, возможно, в пределах последних миллионов лет. А может, и меньше.
На Луне есть ржавчина
Ржавчина сразу ассоциируется с водой. Есть железо, есть вода и кислород, со временем получаем оксид железа. Всё.
А теперь представьте Луну. Атмосферы практически нет. Жидкой воды на поверхности нет. Свободного кислорода нет. Солнечный ветер постоянно бомбардирует поверхность водородом, а водород, наоборот, мешает окислению железа. Он его восстанавливает, а не окисляет.
И всё же на Луне нашли гематит. Это минерал, оксид железа. Та самая ржавчина, только в виде минерала. Его обнаружили по спектральным данным индийского аппарата Chandrayaan-1, причём особенно интересные следы оказались около лунных полюсов.
Откуда там вообще взялись условия для окисления железа, спросите вы? Одна из наиболее интересных идей связана с Землёй.
У нашей планеты есть магнитное поле, и оно не заканчивается аккуратно на границе атмосферы. С солнечной стороны магнитосфера сжимается, а с противоположной вытягивается далеко в космос, образуя длинный магнитный хвост. Когда Луна проходит через него, часть кислорода из верхних слоёв земной атмосферы может оказаться на лунной поверхности. Да, буквально земной кислород может долететь до Луны.
Есть и вода. Её на Луне очень мало, но молекулы и гидроксильные соединения там присутствуют. Поэтому учёные предполагают, что в определённых условиях кислород с Земли и небольшое количество воды могли участвовать в образовании гематита.
Но здесь важно не переборщить с уверенностью. Это объяснение пока остаётся моделью, а не окончательно закрытым вопросом. Мы уверенно видим сам гематит. А вот точный механизм его образования на Луне всё ещё обсуждается. Есть и альтернативные версии - например, что часть гематита могла образоваться при ударах микрометеоритов, которые локально создают условия для окисления. Я лично отношусь к «земной» гипотезе с интересом, но без восторга. Она красивая. Она объясняет, почему гематит концентрируется именно у полюсов и именно в тех регионах, где Луна чаще проходит через магнитный хвост. Но выборка пока небольшая, и данных мало. Так что - рабочая гипотеза, не более.
На Луне есть пещеры
На Земле пещеры получаются благодаря карстовым процессам. Где-то течёт река, растворяет породу, постепенно расширяет трещины, и через тысячи или миллионы лет получается пещера. На Луне же вода для этого совершенно не нужна.
Когда-то на Луне происходили масштабные извержения. По поверхности текли огромные потоки лавы, а там, где верхний слой остывал быстрее внутреннего, могли формироваться длинные полые тоннели. Лава продолжала течь внутри, а затем поток прекращался, оставляя после себя своеобразную трубу. И вот такие лавовые трубы могут сохраняться под поверхностью Луны до сих пор.
Кстати, это не какая-то лунная экзотика. На Земле такие структуры тоже есть, например на Гавайях, в Исландии, на Канарских островах. Некоторые тянутся на десятки километров. Просто там они часто обрушиваются или заполняются водой. На Луне нет воды, нет атмосферы, нет тектоники, которая бы их разрушала (имеется в виду тектоника плит, на Луне нет плит, нет мантийной конвекции в том виде, в каком она есть на Земле. Нет воды, которая просачивается в трещины, замерзает, расширяется и рвёт породу. Нет атмосферы, которая выветривает. Нет корней растений, которые ломают камень. Нет химического выветривания. Лунотрясения есть, но они другого происхождения). По-итогу, трубки могут сохраняться миллиарды лет.
Разрушают ли их лунотрясения? Могут. И, скорее всего, разрушали. Собственно, те самые провалы, которые мы видим, это и есть результат обрушения крыш лавовых трубок. Что-то их обрушило. Возможно, сейсмическая активность. Возможно, метеориты. Возможно, просто время и накопление напряжения. Но масштаб разрушения несопоставим с Землёй. На Земле лавовые трубки живут недолго по геологическим меркам. Их разрушают вода, тектоника, выветривание, оползни. На Луне единственные реальные враги это сейсмика и удары. И то и другое случается редко.
В 2024 году исследователи опубликовали данные радарных наблюдений, указывающие на наличие доступного подземного канала под одним из таких провалов в Море Спокойствия (том самом, где садился «Аполлон-11». Точнее, примерно в 400 километрах к северу от места посадки). По данным исследования, от провала уходит полость, которая может быть частью более крупной лавовой трубы. Параметры такие: сам провал глубиной около 120–130 метров, диаметром примерно сто метров. Считается самым глубоким из известных на Луне. Подземный канал, который от него уходит - шириной около 45 метров, длиной до 80 метров. Дальше радар не видит. Но по конфигурации можно предположить, что он тянется дальше. Возможно, на километры. И вот это уже интересно не только с точки зрения геологии.
На поверхности Луны человек получает максимальный набор проблем: радиация, резкие перепады температуры от +120 °C днём до −170 °C ночью, микрометеориты, отсутствие атмосферы. Под поверхностью всё это исчезает. Толстый слой базальта работает как естественная защита от радиации и ударов. Температура внутри лавовых трубок, по оценкам, стабильна и держится в районе -20 °C. Да, холодно, но не смертельно. Поэтому лунные пещеры рассматривают не как любопытные объекты, а как потенциальные места для баз. Китайские исследователи уже всерьёз прорабатывают концепцию размещения будущей лунной станции в лавовых трубках. Логика простая: зачем строить защиту с нуля, если можно использовать готовую? Правда, есть одна небольшая проблема. Пока никто туда не спустился. Мы пока только смотрим на провалы сверху и пытаемся понять, насколько далеко уходят эти подземные тоннели и что там вообще находится.
У Луны есть магнитные «зонтики», которые рисуют на ней странные узоры
У Земли есть магнитное поле. Оно окружает планету и в значительной степени защищает нас от солнечного ветра. У Луны глобального магнитного поля нет. Это значит, что солнечный ветер -поток заряженных частиц от Солнца - бьёт прямо в поверхность. Без защиты. Миллиарды лет. Казалось бы, на этом всё. Но Луна решила немного усложнить ситуацию. Некоторые участки её коры обладают собственными локальными магнитными полями. Они совсем небольшие по сравнению с земной магнитосферой (от десятков до сотен нанотесла. Для сравнения: у Земли — около 50 000 нанотесла., но на поверхности Луны этого оказывается достаточно, чтобы заметно изменить воздействие солнечного ветра. И именно здесь появляется одна из самых странных вещей на лунной поверхности - так называемые лунные завитки. Это огромные светлые полосы и извивающиеся структуры. Иногда тянутся на сотни километров. Самый известный - Reiner Gamma. Он находится на видимой стороне, в Океане Бурь. С Земли его видно в телескоп, светлое пятно с извилистым хвостом, длиной около 70 километров. Не кратер. Не гора. Просто светлое пятно, которое не должно там быть.
Долгое время было непонятно, почему эти участки настолько светлее окружающего грунта. Сейчас картина выглядит примерно так. Солнечный ветер постоянно бомбардирует лунную поверхность. Из-за этого реголит постепенно меняется и темнеет. Это называется космическое выветривание: частицы внедряются в грунт, меняют его оптические свойства, и поверхность становится темнее. Но там, где под поверхностью есть магнитная аномалия, магнитное поле частично отклоняет частицы солнечного ветра. Получается естественный магнитный «зонтик». Под ним реголит стареет медленнее и остаётся светлее. При этом солнечный ветер не исчезает. Часть частиц отклоняется и попадает на соседние участки. Поэтому вокруг защищённой области поверхность может темнеть сильнее. В результате появляется характерный рисунок из светлых и тёмных полос. Компьютерное моделирование показало, что такое взаимодействие солнечного ветра с локальным магнитным полем действительно способно воспроизводить форму некоторых лунных завитков.
Но я бы не стал говорить, что вопрос закрыт. Есть альтернативные гипотезы. Например, что завитки это следы кометных ударов, которые оставили материал с другими свойствами. Или что магнитные аномалии и завитки это два следствия одной причины, а не причина и следствие. Например, удар, который создал и аномалию, и светлый грунт одновременно. Кстати, откуда взялись сами магнитные аномалии тоже вопрос. Есть версия, что это остатки древнего магнитного поля Луны, которое существовало миллиарды лет назад, когда у неё ещё было жидкое ядро и динамо. Но глобальное поле у Луны исчезло очень давно. Почему отдельные куски коры сохранили намагниченность до конца не ясно. Это может быть связано с ударами, которые намагнитили породу в момент столкновения. А может с чем-то ещё. По сути, мы видим на поверхности Луны рисунок, которого не должно быть. И объясняем его магнетизмом, которого тоже не должно быть. Два «не должно быть» складываются в одно «так и есть».
Одна сторона Луны совсем не похожа на другую
Мы привыкли говорить о «тёмной стороне Луны», хотя правильнее называть её обратной. Она вовсе не в вечной темноте. Солнце освещает её точно так же, как и ту сторону, которую видим мы. «Тёмная» это не про свет. Это про незнание. До 1959 года, до «Луны-3» (советская автоматическая межпланетная станция), мы вообще не знали, как она выглядит. А потом получили первые снимки и увидели совершенно другой мир.
На обращённой к Земле стороне огромные тёмные моря. Гигантские базальтовые равнины, которые занимают примерно треть видимой поверхности. На обратной стороне почти ни одного моря. Зато кратеров плотно, сплошь, без промежутков. Как будто две разные планеты. И дело не в том, что астероиды почему-то особенно любили бомбить обратную сторону. Просто там другая геология.
Кора на обратной стороне значительно толще. По данным гравитационных измерений GRAIL, миссии NASA, которая работала в 2011–2012 годах и составила гравитационную карту Луны, на видимой стороне толщина коры около 30-40 километров, а на обратной 50-60, местами до 80. Более толстую кору магме было сложнее пробить. Поэтому базальтовые излияния, которые сформировали моря, почти все остались на видимой стороне. Обратная это, грубо говоря, кора, которую вулканизм почти не тронул. Зато её миллиарды лет бомбардировали. Но различается не только толщина.
На видимой стороне находится крупная область, богатая калием, редкоземельными элементами и фосфором так называемая KREEP-провинция.
(KREEP аббревиатура, точнее акроним. K - калий, REE - rare earth elements, редкоземельные элементы, P - фосфор). Эти элементы накапливались в остаточном расплаве лунного магматического океана. Они не встраивались в кристаллизующиеся минералы и оставались в жидкости. А потом эта жидкость сконцентрировалась в одном месте. Почему именно на видимой стороне - один из главных вопросов лунной геологии. И ответа у нас до сих пор нет.
Есть несколько версий. Первая - асимметричное охлаждение молодой Луны, из-за которого на видимой стороне образовалась более тонкая кора.
Вторая - гигантский удар, который создал бассейн Южный полюс - Эйткен на обратной стороне. Это крупнейшая ударная структура на Луне и одна из крупнейших в Солнечной системе, около 2500 километров в поперечнике. Такой удар мог радикально перестроить распределение вещества в недрах.
Третья - перераспределение радиоактивных элементов внутри ещё горячей Луны, которое привело к разогреву видимой стороны и более активному вулканизму.
Возможно, сыграло роль сразу несколько процессов. Я лично не уверен, что мы это когда-нибудь узнаем наверняка. Слишком много времени прошло. Слишком мало данных. Но сам факт остаётся. Луна, которую мы привыкли воспринимать как почти идеальный шар, внутри и снаружи перекошена. С одной стороны тонкая кора, огромные лавовые равнины, богатая вулканическая история. С другой - толстая кора и почти сплошное поле древних кратеров.
В 2024 году китайская миссия «Чанъэ-6» впервые вернула образцы с обратной стороны. Это был первый в истории материал оттуда. И первые результаты анализа показали, что вулканизм на обратной стороне всё-таки был, примерно 2,8 миллиарда лет назад. Не такой масштабный, как на видимой, но был. То есть даже «спокойная» обратная сторона не настолько спокойная, как казалось. Просто её вулканизм был слабее и локальнее.
На Луне есть вода даже там, где её вообще не должно быть
Когда впервые начали всерьёз искать воду на Луне, логика была простая. Если вода где-то и сохранилась, то только в местах, куда никогда не попадает солнечный свет. Глубокие полярные кратеры, дно которых не освещалось миллиарды лет. Температура там ниже -170 °C. Лёд может лежать нетронутым вечно. Так и искали. И находили, в кратере Шеклтон, в других полярных ловушках. Всё сходилось. А потом выяснилось, что вода есть там, где Солнце светит прямо на поверхность.
В 2020 году телескоп SOFIA обнаружил молекулы обычной воды H₂O в районе кратера Клавий. Кратер Клавий это большой ударный кратер на видимой стороне Луны, диаметром около 230 километров. Кстати, его видно даже в небольшой телескоп. И вот именно там, в освещённой Солнцем области, SOFIA зафиксировала полосу поглощения на длине волны около 6 микрометров. Это подпись именно молекулярной воды, а не гидроксила.
До этого было много споров. Приборы находили признаки гидратации, но не могли надёжно отличить воду H₂O от гидроксила OH. Спектральные полосы у них близкие, и интерпретация зависела от модели. SOFIA впервые дала прямые данные по H₂O в освещённой области.
И вот здесь возникает вопрос - как вода там удерживается? На Луне нет плотной атмосферы, которая удерживала бы водяной пар. Солнечный свет нагревает поверхность. Ультрафиолет разрушает молекулы. Частицы солнечного ветра постоянно бомбардируют грунт. Казалось бы, вода должна исчезать за считанные дни. Но она там есть.
Один из механизмов её удержания - солнечный ветер. Он постоянно приносит на поверхность водород. В лунном грунте есть кислород, связанный с минералами. При определённых условиях водород и кислород могут образовывать гидроксил, а затем и воду.
Другой источник - микрометеориты. Они сами могут приносить небольшое количество воды. А их удары, с одной стороны, высвобождают уже существующую воду из грунта, с другой создают стеклянные микроструктуры, в которых вода может захватываться.
Есть и третья версия: вода образуется в результате взаимодействия солнечного ветра с оксидами в реголите, а затем мигрирует по поверхности, пока не окажется в ловушке - в порах, в стекле, в дефектах кристаллической решётки. Но я честно скажу: до конца механизм не понятен. Мы видим воду. Мы видим, что она есть даже под Солнцем. Но как она там держится это всё ещё предмет споров. Может быть, дело в том, что вода образуется быстрее, чем разрушается. Может быть, она прячется в микроскопических ловушках, куда не достаёт ультрафиолет. А может, мы просто пока не понимаем всей химии поверхности.
Да, Луна сухая. Очень сухая. Но полностью безводной она всё-таки не оказалась. И это меняет всё - от научной картины до планов будущих баз.
Под лунными кратерами прячутся гигантские гравитационные аномалии
В некоторых местах космические аппараты, пролетающие над поверхностью, притягивается к Луне чуть сильнее, чем должны были бы. Не на много. Но достаточно, чтобы траектория начала отклоняться от расчётной. Причина под поверхностью. Под некоторыми огромными ударными бассейнами спрятаны области с необычно высокой плотностью. Их называют масконами, от английского mass concentration, концентрация массы. Это гигантские сгустки вещества, которые создают заметные гравитационные аномалии. Обычной камерой их не увидеть. Их вообще никак не увидеть, только почувствовать.
Обнаружили их ещё в 1960х. И обнаружили случайно. «Лунар Орбитер», первые американские аппараты на орбите Луны, начали отклоняться от расчётных траекторий. Сначала решили, что проблема в навигации. Но отклонения повторялись. И были систематическими, над одними и теми же районами. А потом появилась миссия GRAIL. Два аппарата, GRAIL-A и GRAIL-B, летели вокруг Луны друг за другом на расстоянии около 200 километров. И постоянно измеряли расстояние между собой с точностью до микрона через радиосигнал. Когда первый аппарат проходил над областью с чуть более сильной гравитацией, он немного ускорялся. Второй, летевший следом, это фиксировал: расстояние между ними менялось. Потом они снова сближались и расходились, проходя через разные участки гравитационного поля. GRAIL работал с сентября 2011 по декабрь 2012 года. За это время он составил гравитационную карту Луны, и именно тогда стало окончательно ясно, как устроены масконы.
Связаны они с гигантскими древними столкновениями. Когда астероид врезался в молодую и гораздо более горячую Луну, он пробивал кору, расплавлял породу и создавал огромный ударный бассейн. После этого происходила целая серия процессов. Поверхность проваливалась. Расплавленный материал перераспределялся. Более плотное вещество мантии оказывалось ближе к поверхности. В результате и формировалась эта странная гравитационная структура.
Есть гипотеза, что именно эти сгустки массы, нагреваясь от радиоактивного распада и создавая локальные напряжения, могли запускать вулканическую активность. То есть удар, который создал бассейн, через миллиарды лет мог стать причиной извержений, которые заполнили этот бассейн лавой. Причина и следствие разнесены на миллиарды лет, но связаны через гравитацию и тепло. Это не доказано, но это красивая идея. И она хорошо объясняет, почему моря заполнены именно там, где находятся масконы.
Мы видим не половину Луны
Луна всегда повернута к Земле одной и той же стороной. Это происходит из-за приливного захвата: время её вращения вокруг своей оси совпадает со временем обращения вокруг Земли. Поэтому логика вроде бы простая. Если одна сторона всегда смотрит на нас, значит, мы видим ровно половину Луны. Но нет. Примерно 59 процентов. И нет, это не потому, что учёные плохо умеют считать.
Луна немного покачивается относительно наблюдателя с Земли. Это называется либрацией. Главная причина этого связана с тем, что орбита Луны не идеальный круг. Когда Луна находится ближе к Земле, она движется по орбите быстрее. Когда дальше медленнее. А вращается вокруг своей оси она практически с постоянной скоростью. В результате иногда она немного «опережает» своё вращение, а иногда немного отстаёт от него. Благодаря этому мы можем заглянуть чуть дальше сначала за один край, потом за другой. Есть ещё либрация по широте. Лунная орбита немного наклонена, поэтому в течение месяца мы можем посмотреть чуть дальше то на северное, то на южное полушарие Луны. И есть совсем небольшой дополнительный эффект - суточная либрация, или параллакс. Наблюдатель находится не в центре Земли, а на её поверхности. Когда Луна восходит, мы смотрим на неё с одного края Земли. Когда заходит - с другого. Разница перспективы добавляет ещё чуть-чуть к обзору. Это уже не «покачивание» Луны, а смена нашей точки зрения. Всё это вместе и даёт те самые 59 процентов. За один раз мы, конечно, не видим 59 процентов. В каждый конкретный момент перед нами всё ещё примерно половина лунного диска. Но если наблюдать Луну достаточно долго - месяц за месяцем, год за годом - она понемногу показывает нам то один край, то другой.
Луна могла извергаться, когда на Земле ещё жили динозавры
Когда говорят о вулканах на Луне, обычно представляется что-то очень древнее. И это логично. Большинство лунных морей действительно образовалось миллиарды лет назад, когда внутри Луны ещё было достаточно тепла для масштабного вулканизма. Долгое время считалось, что примерно миллиард лет назад всё закончилось. Луна остыла. Магма перестала подниматься к поверхности. Вулканическая история закончилась. Потом появился Lunar Reconnaissance Orbiter. С его помощью, на поверхности нашлись небольшие участки, которые выглядят значительно моложе окружающих вулканических равнин. Их называют неправильными морскими образованиями - irregular mare patches, IMP. Они покрыты очень небольшим количеством кратеров. До этого был известен только один похожий объект - Ina, который ещё в 1971 году сфотографировали астронавты «Аполлона-15». Ина тогда выглядела как что-то странное: небольшая впадина с гладким дном и холмами, которая не вписывалась в общую картину. Тридцать лет её считали уникальной аномалией. Оказалось, это не аномалия. Это класс объектов.
В планетологии возраст оценивают по подсчёту кратеров, этот метод работает уже десятилетиями. Чем больше кратеров на поверхности, тем дольше она существует. По этим подсчётам три крупнейших IMP оказались моложе 100 миллионов лет. А Ина, возможно, моложе 50 миллионов. А 50 миллионов лет назад на Земле уже существовали млекопитающие, а динозавры только недавно исчезли.
Есть даже оценки, согласно которым некоторые из этих образований могли возникнуть ещё позже. Но здесь нужно сделать важную оговорку: возраст определяли не по образцам лавы, которые кто-то доставил в лабораторию, а по количеству ударных кратеров на поверхности. Это всё-таки косвенный метод, который работает, если поверхность ведёт себя «нормально», то есть если кратеры на ней образуются так же, как на других участках Луны, и если поверхность не менялась после формирования. Поэтому точные даты остаются предметом обсуждения. И это важно. Мы не можем сказать: «На Луне точно извергался вулкан 50 миллионов лет назад». Правильнее сказать, что есть сильные свидетельства геологически очень молодого вулканизма. Причём настолько молодого, что он заставляет пересмотреть представления о том, насколько быстро Луна должна была остыть. Это противоречит всем моделям тепловой эволюции Луны. По ним она должна была остыть и затвердеть ещё миллиард лет назад.
Но я бы не спешил с выводами. Потому что здесь есть принципиальная проблема.
В 2024 году учёные проанализировала спектры IMP. Вывод: они не показывают признаков стекла, которое должно было бы остаться от свежей лавы или пирокластических выбросов. По составу они похожи на обычный базальт окружающих морей. Это не похоже на недавнее извержение. Есть альтернативная гипотеза: IMP это древние вулканические породы, которые были вскрыты недавно. Например, из-за выхода газов из недр или из-за обрушения пустот. Пористая порода разрушается иначе, кратеры на ней получаются меньше, чем должны были бы. Поэтому подсчёт кратеров даёт заниженный возраст.
Я не знаю, какая версия правильная. Есть сильные аргументы в пользу молодого вулканизма: морфология IMP слишком свежая, склоны слишком крутые, чтобы сохраняться миллиарды лет. Есть сильные аргументы в пользу древнего происхождения: спектры не показывают свежего материала. Возможно, правда где-то посередине. Но сам факт остаётся фактом. На Луне есть структуры, которые выглядят так, будто вулканы там извергались не миллиард лет назад, а вчера по геологическим меркам. И мы не знаем, что это значит.
Когда-то у Луны была настоящая атмосфера
Сегодня вокруг Луны нет атмосферы в привычном смысле. Есть экзосфера - крайне разреженная оболочка из отдельных атомов и молекул. Там есть гелий, неон, аргон, немного водорода, натрий, калий. Но это скорее отдельные атомы и молекулы, летающие практически в пустоте. Но так было не всегда. Миллиарды лет назад Луна была другим местом. Внутри неё ещё оставалось огромное количество тепла. На поверхности происходили масштабные извержения. Не такие, как на Земле, но для Луны колоссальные. Магма поднималась, заполняла бассейны, создавала те самые моря, которые мы видим сегодня. И вместе с магмой на поверхность выходили газы. Водяной пар. Угарный и углекислый газ. Сернистые соединения. Метан. Аммиак. Всё это летучие компоненты, которые были растворены в магме и высвобождались при извержениях. И если газа выбрасывалось достаточно много, на некоторое время вокруг Луны могла сформироваться настоящая атмосфера. Не такая, конечно, как на Земле. Но достаточно плотная, чтобы это уже нельзя было назвать просто экзосферой.
Модели NASA показывают, что во время наиболее активных периодов вулканизма эта атмосфера могла быть даже плотнее современной атмосферы Марса. Она существовала не миллиарды лет, а относительно короткое по космическим меркам время. Возможно, десятки миллионов лет. Потом вулканическая активность ослабла, источник газа практически исчез, молекулы разгонялись ультрафиолетом и солнечным ветром и покидали Луну навсегда. Через несколько сотен миллионов лет от неё осталось то, что мы видим сегодня.
И вот здесь появляется ещё одна связь. Часть воды, которую мы сегодня находим на Луне, в полярных кратерах и в реголите, могла иметь вулканическое происхождение. Водяной пар, выброшенный при извержениях, поднимался в атмосферу, переносился к полюсам, где конденсировался и оседал. И там сохранился до наших дней. Это гипотеза. Не доказанный факт. Есть и другие источники воды - солнечный ветер, микрометеориты, кометы. Но вулканический канал выглядит правдоподобно. Он объясняет, почему вода концентрируется именно в полярных ловушках. Если она там оказалась из атмосферы, то так и должно быть. Я лично отношусь к этой идее с осторожным интересом. Мне нравится, что она связывает две вещи, которые обычно обсуждают отдельно: древний вулканизм и современные запасы воды. Но я бы не стал говорить, что это решённый вопрос. Слишком мало данных. Слишком много моделей, которые работают, но не исключают друг друга.
В этом веке к Луне летят снова. «Артемида», «Чанъэ», частные миссии. Роскосмос тоже не отказался от планов, но после крушения «Луны-25» в 2023 году сроки сдвинулись: следующая станция, «Луна-26», теперь планируется на 2028 год, а посадочные аппараты на 2029-2030.
Может быть, кто-то наконец спустится в провал в Море Спокойствия. Может быть, мы возьмём образцы из Ины. Может быть, узнаем, почему две стороны такие разные. А может быть, Луна удивит нас снова, как удивляла каждые десять лет на протяжении всей истории её изучения. Я на это рассчитываю.
