Бассейн Южный полюс — Эйткен

Бассейн Южный полюс — Эйткен
англ. South Pole–Aitken basin
Карта высот, основанная на данных аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (красное — возвышенности, синее — низменности)
Карта высот, основанная на данных аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (красное — возвышенности, синее — низменности)
Характеристики
Диаметр2400×2050[1] км
ТипУдарный 
Наибольшая глубина6000–8000[2][3] м
Название
ЭпонимЮжный полюс Луны и Эйткен[вд]
Расположение
53° ю. ш. 169° з. д. / 53° ю. ш. 169° з. д. / -53; -169G
Небесное телоЛуна 
Луна
Красная точка
Бассейн Южный полюс — Эйткен
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Бассейн Южный полюс — Эйткен[4] — ударный бассейн на юге обратной стороны Луны, самый большой известный кратер Луны. Имеет размер 2400×2050 км[1], являясь одним из крупнейших известных кратеров всей Солнечной системы[5]. Это глубочайшая и старейшая известная ударная структура Луны[1][6]. Глубина бассейна достигает 8 км, а полный интервал высот (от глубочайших точек дна до высочайших точек вала) — 16,1 км[7]. Его край виден с Земли как горная цепь, расположенная у южного лимба Луны («горы Лейбница»)[1]. Поверхность бассейна выделяется на окружающей его материковой местности более тёмным цветом, но не столь тёмным, как у равнин лунных морей[4].

Бассейн Южный полюс — Эйткен назван по именам двух объектов на его противоположных сторонах: южного полюса Луны и кратера Эйткен[англ.]. Это рабочее название[4]; официального (утверждённого МАС) названия у этого объекта нет.

Открытие и исследование

[править | править код]

Бассейн Южный полюс — Эйткен был впервые заснят (хотя лишь частично и с низким качеством) уже первым космическим аппаратом, сфотографировавшим обратную сторону Луны, — «Луной-3» в 1959 году. На четырёх снимках[8], сделанных «Луной-3», бассейн виден как тёмное пятно, восточная часть которого скрыта за лимбом[9]. В 1960 году на основе этих снимков составили карту[10], где эта тёмная область получила название «Море Мечты» (More Mechty) в честь «Луны-1» («Мечты»)[11]. В том же году комиссия АН СССР опубликовала латинский вариант этого названия — Mare Desiderii[12]. Другим возможным переводом было бы Mare Somniorum, но это создавало бы путаницу с Озером Сновидений (Lacus Somniorum)[13]. В итоге Международный астрономический союз в 1961 году по предложению Марсела Миннарта утвердил название Mare Ingenii[14][15].

Горный хребет на северном краю бассейна. Снимок «Аполлона-8», 1968.

В 1962 году Уильям Хартманн[англ.] и Джерард Койпер предположили, что горы на южном краю видимой стороны Луны, известные как горы Лейбница (позже это название было отменено[16]), — это часть кольцевого вала, окружающего это море (аналогично другим горным хребтам Луны, окружающим различные моря). Таким образом, оно, как и большинство лунных морей, лежит в огромном кратере[14][17]. Позже подтвердилось, что эти горы тянутся вдоль южного края данного бассейна[1]. В 1968 году астронавты «Аполлона-8» сфотографировали хребты на северном краю бассейна, но их связь с ним была обнаружена лишь потом[18][1].

В конце 1960-х аппараты серии Lunar Orbiter выполнили глобальное фотографирование Луны, и при интерпретации их снимков эта тёмная область оказалась состоящей из нескольких отдельных объектов с темным лавовым заполнением и не имеющей резко выраженной в рельефе общей границы. Поэтому в 1971 году название Mare Ingenii перенесли на чётко выраженную деталь меньшго размера в пределах данной тёмной области[16][9]; на эту деталь перешло и русское название «Море Мечты».

Первые данные о рельефе бассейна были получены аппаратами «Зонд-6» (1968) и «Зонд-8» (1970). Исследования лунного лимба на их снимках обнаружили в этом районе впадину диаметром >2000 км и глубиной до 5–7 км[19][9]. Тогда советские учёные предложили назвать эту область Море Юго-Западное, но имеющихся в то время данных было недостаточно, чтобы надёжно определить её строение[20]. В 1971 году близкие глубины были измерены (для северной части бассейна) и лазерным высотомером «Аполлона-15», а в 1972 — «Аполлона-16»[21]. В 1978 году Геологическая служба США опубликовала геологическую карту, охватывающую северную половину бассейна[22].

О бассейне было известно очень мало до 1990-х годов, когда окололунное пространство посетили космические аппараты «Галилео» (пролётом) и «Клементина» (долговременные исследования с орбиты искусственного спутника Луны). Многозональная съёмка, выполненная этими аппаратами, показала, что поверхность этого бассейна содержит больше FeO и TiO2, чем лунные материки, и поэтому более тёмная. Позже состав поверхности был уточнён с помощью гамма-спектрометра на борту Lunar Prospector. Первая карта высот для большей части бассейна была построена благодаря «Клементине» — по данным высотомера и стереосъёмки. Впоследствии другие орбитальные аппараты исследовали бассейн ещё детальнее.

3 января 2019 года в лежащем внутри бассейна кратере Карман совершил посадку аппарат «Чанъэ-4»[23], что стало первой посадкой на обратной стороне Луны.

В 2019 году планетологи из миссий Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) и Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) объявили об обнаружении под бассейном Южный полюс — Эйткен гравитационной аномалии, вызванной, возможно, застрявшим в мантии Луны 4 млрд лет назад железоникелевым ядром астероида-импактора. Масса аномалии оценивается примерно в 2,18×1018 кг и, вероятно, распространяется на глубину более 300 км[24][25].

Физические характеристики

[править | править код]
Обратная сторона Луны (мозаика снимков LRO). Потемнение внизу — бассейн Южный полюс — Эйткен.

Бассейн Южный полюс — Эйткен является крупнейшей уверенно идентифицированной ударной структурой Луны и одной из крупнейших — Солнечной системы[1][26][2][5].

Этот бассейн заметно вытянут с севера на юг (точнее, по азимуту 19°W)[1]. Он простирается от 16° ю. ш. до южного полюса и заходит ещё на 5° на видимую сторону[27], а его центр лежит на 53° ю. ш. 169° з. д. / 53° ю. ш. 169° з. д. / -53; -169G[1] Это примерно эллиптическая впадина с размытыми границами, внутри которой различают ещё одну подобную впадину. Внешняя имеет размер 2400×2050 км, а внутренняя — 1940×1440 км; их центры и направления вытянутости хорошо совпадают. Им хорошо соответствуют по форме и области повышенной концентрации железа и тория[1]. Но сильная разрушенность бассейна мешает точно определить его размер, и есть другие оценки размеров, положения центра и даже количества его колец[28][29].

Бассейн Южный полюс — Эйткен покрыт множеством более молодых кратеров, в том числе очень больших (>300 км): Аполлон, Планк, Пуанкаре, Шрёдингер, бассейн Моря Мечты[7].

В пределах бассейна Южный полюс — Эйткен находится самая низкая точка поверхности Луны (−8,81 км относительно среднего уровня, на дне маленького безымянного кратера в кратере Антониади)[30], а на его северо-восточном краю — очень высокая местность (+8,16 км, около кратера Доплер)[7]. Его средняя глубина относительно среднего уровня лунной поверхности равна −2,34 км[7]. Толщина лунной коры в области бассейна, по-видимому, меньше обычной, поскольку при образовавшем его столкновении было выброшено очень много материала. По данным анализа лунной топографии и гравитационного поля, толщина коры в центральной части этого бассейна — около 30 км, тогда как в его окрестностях — 60–80 км, а в среднем для Луны — около 50 км[26][2].

Состав грунта этого бассейна, согласно данным миссий «Галилео», «Клементина» и «Лунный разведчик», отличается от состава поверхности материков. Важно, что образцов сходного состава нет ни среди доставленных миссиями «Аполлон» и станциями «Луна», ни среди метеоритов, идентифицированных как лунные. Данные с орбитальных аппаратов показывают, что на дне этого бассейна повышено содержание железа, титана и тория. В терминах минералогии оно намного богаче пироксенами (клинопироксеном и ортопироксеном), чем окружающие нагорья, где много анортозита[31]. Есть несколько объяснений таких особенностей состава. Согласно одному из них, здесь было обнажено вещество нижней коры (или даже мантии), которая богаче железом, титаном и торием, чем верхняя кора. По другой версии, на дно бассейна когда-то изливалась богатая железом базальтовая лава (как в лунных морях). Возможно, отчасти верны обе версии. Существует предположение, что некоторый вклад в особенности состава поверхности этого бассейна могла внести дифференциация ударного расплава. Решению вопроса о происхождении этих особенностей помогла бы доставка образцов.

Происхождение

[править | править код]

Возраст бассейна Южный полюс — Эйткен оценивают в 4,2–4,3 млрд лет[32]. Он образовался вследствие удара огромной силы. Моделирование удара по близкой к вертикальной траектории показывает, что немалое количество вещества должно было быть выброшенным с глубин до 200 километров — из мантии. Однако наблюдения не говорят в пользу мантийного состава для поверхности этого бассейна. Его дно, вероятно, всё же покрыто корой (хотя и уменьшенной толщины). Это указывает на то, что бассейн был сформирован не типичным ударом на большой скорости, а ударом на малой скорости и под малым углом (около 30 градусов или меньше), который благодаря таким параметрам не затронул большие глубины. Признаком этого служит высокое поднятие на северо-восточном краю данного бассейна, которое может быть сложено выбросами от удара такого рода[33].

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Garrick-Bethell, I.; Zuber, M. T. Elliptical structure of the lunar South Pole-Aitken basin (англ.) // Icarus : journal. — Elsevier, 2009. — Vol. 204, no. 2. — P. 399—408. — doi:10.1016/j.icarus.2009.05.032. — Bibcode: 2009Icar..204..399G. Архивировано 1 апреля 2013 года.
  2. ↑ 1 2 3 Sasaki, S.; Ishihara, Y.; Araki, H.; Noda, H.; Hanada, H.; Matsumoto, K.; Goossens, S.; Namiki, N.; Iwata, T.; Ohtake, M. Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin from Kaguya (SELENE) Gravity/Topography (англ.) // 41st Lunar and Planetary Science Conference, held March 1-5, 2010 in The Woodlands, Texas. LPI Contribution No. 1533, p.1691 : journal. — 2010. — Bibcode: 2010LPI....41.1691S. Архивировано 4 марта 2016 года.
  3. ↑ Pieters, C. M.; Gaddis, L.; Jolliff, B.; Duke, M. Rock types of South Pole-Aitken basin and extent of basaltic volcanism (англ.) // Journal of Geophysical Research[англ.] : journal. — 2001. — Vol. 106, no. E11. — P. 28001—28022. — doi:10.1029/2000JE001414. — Bibcode: 2001JGR...10628001P. Архивировано 29 января 2013 года. (мини-версия Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine, Bibcode: 2001LPI....32.1821P)
  4. ↑ 1 2 3 Чикмачев В. И. 3.10. Гигантский кратер на обратной стороне Луны // Путешествия к Луне / Ред.-сост. В. Г. Сурдин. — Москва: Физматлит, 2009. — С. 150—154. — 512 с. — ISBN 978-5-9221-1105-8.
  5. ↑ 1 2 Andrews-Hanna, J. C., Zuber M. T. (2010). "Elliptical craters and basins on the terrestrial planets" (PDF). The Geological Society of America Special Paper 465: 1—13. doi:10.1130/2010.2465(01). Архивировано (PDF) 27 августа 2023. Дата обращения: 27 февраля 2024.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  6. ↑ Petro Noah E. Surviving the heavy bombardment: Ancient material at the surface of South Pole-Aitken Basin // Journal of Geophysical Research. — 2004. — Т. 109, № E6. — ISSN 0148-0227. — doi:10.1029/2003JE002182. [исправить]
  7. ↑ 1 2 3 4 Литвин П. В., Родионова Ж. Ф., Шевченко В. В., Суетова И. А. Гипсометрические особенности бассейна «Южный полюс - Эйткен» на Луне // Труды международной конференции «ИНТЕРКАРТО 8». — Санкт-Петербург, 2002. — С. 411—414. Архивировано 29 сентября 2014 года.
  8. ↑ Luna 3: NSSDC Image Catalog. NASA (29 апреля 2003). Дата обращения: 20 декабря 2014. Архивировано 25 декабря 2018 года.
  9. ↑ 1 2 3 Чикмачев В. И., Шевченко В. В. Бассейн "Южный полюс - Эйткен" на первых снимках обратной стороны Луны // Материалы Международного юбилейного симпозиума "Научные результаты космических исследований Луны" : журнал. — 1999. Архивировано 9 мая 2009 года.
  10. ↑ Карта обратной стороны Луны (составлена по снимкам аппарата «Луна-3»). ЦНИИГАиК и ГАИШ (1960). Архивировано 6 января 2014 года.
  11. ↑ Shingareva K., Burba G. The lunar nomenclature: The reverse side of the moon (1961-1973). Transl. of "Lunnaya Nomenklatura: Obratnaya Storona Luny 1961-1973", Acad. of Sci. of the USSR, Moscow, "Nauka" press, 1977, pp. 1-56. — NASA (technical memorandum TM-75035), 1977. — P. 18. — 50 p. Архивировано 17 февраля 2015 года.
  12. ↑ Карта Луны / И. И. Катяев, В. А. Шишаков, В. А. Бронштэн (Всесоюзное астрономо-геодезическое общество). — М.: Наука, 1967. — С. 55, 59. — 64 с.
  13. ↑ Transactions of the IAU Vol. XI B. Proceedings of the 11th General Assembly (Berkeley, 1961) / Ed. D.H. Sadler. — Berkeley, USA, 1961. — P. 234. (постановления Архивная копия от 16 февраля 2021 на Wayback Machine, выписки).
  14. ↑ 1 2 Hartmann W. K., Kuiper G. P. Concentric Structures Surrounding Lunar Basins (англ.) // Communications of the Lunar and Planetary Laboratory[англ.]. — University of Arizona Press[англ.], 1962. — Vol. 1. — P. 51—66. — Bibcode: 1962CoLPL...1...51H. Архивировано 20 декабря 2014 года.
  15. ↑ Whitaker E. A. Mapping and Naming the Moon: A History of Lunar Cartography and Nomenclature. — Cambridge University Press, 2003. — P. 232, 233. — 264 p. — ISBN 9780521544146.
  16. ↑ 1 2 Menzel, D. H.; Minnaert, M.; Levin, B.; Dollfus, A.; Bell, B. Report on Lunar Nomenclature by The Working Group of Commission 17 of the IAU (англ.) // Space Science Reviews : journal. — Springer, 1971. — Vol. 12, no. 2. — P. 137, 179. — doi:10.1007/BF00171763. — Bibcode: 1971SSRv...12..136M. Архивировано 28 октября 2017 года.
  17. ↑ Wilhelms D. E. Chapter 13: The Best-Laid Plans 1970 // To a Rocky Moon. — The University of Arizona Press, 1993. — P. 244. — 477 p. — ISBN 0-8165-1065-2. Архивировано 31 декабря 2020 года.
  18. ↑ Wilhelms D. Chapter 8. Pre-Nectarian System // Geologic History of the Moon. — 1987. — P. 145. — (United States Geological Survey Professional Paper 1348). Архивировано 14 мая 2013 года.
  19. ↑ Spudis, P. D.; Reisse, R. A.; Gillis, J. J. Ancient Multiring Basins on the Moon Revealed by Clementine Laser Altimetry (англ.) // Science : journal. — 1994. — Vol. 266, no. 5192. — P. 1848—1851. — doi:10.1126/science.266.5192.1848. — Bibcode: 1994Sci...266.1848S. — PMID 17737079. Архивировано 29 ноября 2010 года.
  20. ↑ Бережной А. А., Сурдин В. Г. 3.5.2. "Клементина" и "Лунар Проспектор" исследуют Луну // Солнечная система / Ред.-сост. В. Г. Сурдин. — Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2008. — С. 88—93. — 400 с. — ISBN 978-5-9221-0989-5.
  21. ↑ W. M. Kaula, G. Schubert, R. E. Lingenfelter, W. L. Sjogren, W. R. Wollenhaupt. Apollo laser altimetry and inferences as to lunar structure (англ.) // Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. : journal. — 1974. — Vol. 5. — P. 3049—3058. — Bibcode: 1974LPSC....5.3049K.
  22. ↑ D. E. Stuart-Alexander. Geologic map of the central far side of the Moon // U.S. Geological Survey. — 1978. — Т. I—1047. Архивировано 20 ноября 2020 года.
  23. ↑ Davis J. China successfully lands Chang'e-4 on far side of Moon. The Planetary Society (2 января 2019). Архивировано 4 января 2019 года.
  24. ↑ Peter B. James, David E. Smith, Paul K. Byrne, Jordan D. Kendall, H. Jay Melosh, Maria T. Zuber. Deep Structure of the Lunar South Pole‐Aitken Basin Архивная копия от 13 июня 2019 на Wayback Machine, 05 April 2019
  25. ↑ An 'Anomaly' the Size of Hawaii Is Buried Beneath the Moon's Biggest Crater. Live Science (10 июня 2019). Архивировано 13 июня 2019 года.
  26. ↑ 1 2 Potter, R. W. K.; Collins, G. S.; Kiefer, W. S.; McGovern, P. J.; Kring, D. A. Constraining the size of the South Pole-Aitken basin impact (англ.) // Icarus : journal. — Elsevier, 2012. — Vol. 220, no. 2. — P. 730—743. — doi:10.1016/j.icarus.2012.05.032. — Bibcode: 2012Icar..220..730P. Архивировано 21 декабря 2014 года.
  27. ↑ По альтиметрическим данным Lunar Reconnaissance Orbiter, полученным через программу JMARS Архивная копия от 22 января 2019 на Wayback Machine
  28. ↑ Shevchenko, V. V.; Chikmachev, V. I.; Pugacheva, S. G. Structure of the South Pole-Aitken lunar basin (англ.) // Solar System Research[англ.]. — Springer, 2007. — Vol. 41, no. 6. — P. 447—462. — doi:10.1134/S0038094607060019. — Bibcode: 2007SoSyR..41..447S. Архивировано 22 декабря 2014 года. Архивированная копия. Дата обращения: 5 января 2015. Архивировано 22 декабря 2014 года.
  29. ↑ Hiesinger, H.; Head, J. W., III. Lunar South Pole-Aitken Impact Basin: Topography and Mineralogy (англ.) // 35th Lunar and Planetary Science Conference, March 15-19, 2004, League City, Texas, abstract no.1164 : journal. — 2004. — Bibcode: 2004LPI....35.1164H. Архивировано 12 августа 2017 года.
  30. ↑ Noda, H.; Araki, H.; Tazawa, S.; Goossens, S.; Ishihara, Y. KAGUYA(SELENE) Laser altimeter : one year in orbit // EGU General Assembly 2009, held 19-24 April, 2009 in Vienna, Austria, p.3841. — 2009. — Bibcode: 2009EGUGA..11.3841N. Архивировано 24 декабря 2014 года.
  31. ↑ P. Lucey and 12 coauthors. Understanding the lunar surface and space-Moon interactions (англ.) // Reviews in Mineralogy and Geochemistry[англ.]. — 2006. — Vol. 60. — P. 83—219. — doi:10.2138/rmg.2006.60.2. — Bibcode: 2006RvMG...60...83L.
  32. ↑ Hiesinger, H.; van der Bogert, C. H.; Pasckert, J. H.; Schmedemann, N.; Robinson, M. S.; Jolliff, B.; Petro, N. South Pole-Aitken Basin: Crater Size-Frequency Distribution Measurements (англ.) // European Planetary Science Congress 2012, held 23-28 September, 2012 in Madrid, Spain. id. EPSC2012-832 : journal. — 2012. — Bibcode: 2012espc.conf..832H. Архивировано 15 декабря 2014 года.
  33. ↑ Wieczorek Mark A., Weiss Benjamin P., Stewart Sarah T. An Impactor Origin for Lunar Magnetic Anomalies // Science. — 2012. — 8 марта (т. 335, № 6073). — С. 1212—1215. — ISSN 0036-8075. — doi:10.1126/science.1214773. [исправить]

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Бассейн_Южный_полюс_—_Эйткен&oldid=137828116