Powstanie największego i najstarszego basenu uderzeniowego Księżyca, bieguna południowego-Aitken (SPA), było decydującym wydarzeniem w ewolucji naszego satelity. Symulacje komputerowe pokazują, że rozgrzanie księżycowego płaszcza w wyniku tego uderzenia doprowadziło do powstania asymetrii wyglądu i struktury widocznej i odwrotnej strony Księżyca.
Według Międzynarodowej Unii Astronomicznej, Księżyc usiany jest ponad 9000 kraterami, które są śladami upadków meteorytów, planetoid i komet na przestrzeni miliardów lat. Jednak te kratery nie są równomiernie rozmieszczone na powierzchni naszego satelity. Odwrotna strona Księżyca, której nie można zobaczyć z Ziemi, ponieważ Księżyc jest pływowo zablokowany (co oznacza, że potrzebuje tyle samo czasu na obrót wokół swojej osi, co na okrążenie Ziemi), ma znacznie większą koncentrację kraterów niż jego widoczna strona.
Widoczna strona Księżyca pokryta jest morzami, czyli rozległymi połaciami stałej lawy, które gołym okiem możemy zobaczyć z Ziemi jako ciemne plamy na Księżycu. Te pola lawy prawdopodobnie zalały kratery, które w innym przypadku byłyby dla nas widoczne. Po odwrotnej stronie Księżyca morza prawie nie występują i dlatego kratery są widoczne jak na dłoni.
Na ilustracji: Widoczna strona Księżyca widziana z Ziemi. Obraz pochodzi z obserwacji sondy Lunar Reconnaissance Orbiter NASA. Źródło: NASA/GSFC/Arizona State University.
Naukowcy od dawna podejrzewali, że morza księżycowe powstały w wyniku potężnej kolizji, do której doszło około 4,3 miliarda lat temu. Ta kolizja utworzyła znajdujący się na biegunie południowym basen Aitkena (SPA). SPA to ogromny krater o maksymalnej szerokości około 2574 km i maksymalnej głębokości 8,2 km, który jest największym kraterem na Księżycu i drugim co do wielkości potwierdzonym kraterem uderzeniowym w Układzie Słonecznym.
Jak dotąd jednak naukowcy nie byli w stanie wyjaśnić, dlaczego pola lawy występują tylko po widocznej stronie Księżyca. Nowe badanie pokazuje, że uderzenie, które utworzyło SPA, doprowadziło do powstania gorącej warstwy magmy pod skorupą Księżyca, która następnie wpłynęła tylko na tę stronę, którą widzimy z Ziemi.
To, że magma pochodzi z płaszcza Księżyca, było wiadome dzięki analizie próbek materii księżycowej przywiezionej przez misję Apollo. Próbki te zawierały radioaktywne pierwiastki, takie jak między innymi potas, fosfor i tor, które, zgodnie z naszą wiedzą, występują w dużej obfitości w płaszczu księżycowym.
Symulacje komputerowe wykazały, że uderzenie SPA spowodowało powstanie gorącej plamy w płaszczu, która popchnęła pierwiastki radioaktywne w kierunku skorupy. Naukowcy wykonali symulacje dla wielu możliwych scenariuszy uderzenia SPA i odkryli, że niezależnie od tego, w jaki sposób uderzy planetoida, magma wypłynie tylko na widoczną stronę Księżyca.
Na ilustracji: Mapy pokazujące asymetrię składu powierzchniowego Księżyca. (A) Mozaika powstałą z użyciem obserwacji sondy Lunar Reconnaissance Orbiter Wide Angle Camera. (B) Powierzchniowa koncentracja toru (Th). (C) Powierzchniowa koncentracja tytanu (Ti). Po lewej: widoczna strona Księżyca. Po prawej: odwrotna strona Księżyca. Przerywaną białą linią zaznaczona jest elipsa basenu bieguna południowego-Aitkena (SPA). Duża niebieska kropka zaznacza położenie antypodów SPA. Źródło: Jones i in. (2022).
Kolizja, w której powstało SPA, była jednym z najważniejszych wydarzeń w historii Księżyca. Możliwość lepszego zrozumienia, w jaki sposób uformowały się obie strony satelity Ziemi, jest ekscytująca!
Więcej informacji: publikacja Jones M. J. i in. "A South Pole–Aitken impact origin of the lunar compositional asymmetry", Science Advances, Vol. 8, No. 14 (2022).
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Na ilustracji: Niewidoczna strona Księżyca. Źródło: NASA.
