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

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

Открытие и исследование 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, сделанных «Луной-3», бассейн виден как тёмное пятно, восточная часть которого скрыта за лимбом. В 1960 году на основе этих снимков составили карту, где эта тёмная область получила название «Море Мечты» (More Mechty) в честь «Луны-1» («Мечты»). В том же году комиссия АН СССР опубликовала латинский вариант этого названия — Mare Desiderii. Другим возможным переводом было бы Mare Somniorum, но это создавало бы путаницу с Озером Сновидений (Lacus Somniorum). В итоге Международный астрономический союз в 1961 году по предложению Марсела Миннарта утвердил название Mare Ingenii.

В 1962 году и Джерард Койпер предположили, что горы на южном краю видимой стороны Луны, известные как горы Лейбница (позже это название было отменено), — 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. Позже подтвердилось, что эти горы тянутся вдоль южного края данного бассейна. В 1968 году астронавты «Аполлона-8» сфотографировали хребты на северном краю бассейна, но их связь с ним была обнаружена лишь потом.

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 меньшего размера в пределах данной тёмной области; 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 . Тогда советские учёные предложили назвать эту область Море Юго-Западное, но имеющихся в то время данных было недостаточно, чтобы надёжно определить её строение. В 1971 году близкие глубины были измерены (для северной части бассейна) и лазерным высотомером «Аполлона-15», а в 1972 — «Аполлона-16». В 1978 году Геологическая служба США опубликовала геологическую карту, охватывающую северную половину бассейна.

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», 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 кмPeter 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 , 05 April 2019.

Физические характеристики

Бассейн Южный полюс — Эйткен является крупнейшей уверенно идентифицированной ударной структурой Луны и одной из крупнейших — Солнечной системы.

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

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

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), а на его северо-восточном краю — очень высокая местность (+8,16 км, около кратера Доплер). Его средняя глубина относительно среднего уровня лунной поверхности равна . 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 , тогда как в его окрестностях — , а в среднем для Луны — около 50 км.

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. 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 Возраст бассейна Южный полюс — Эйткен оценивают в лет. 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.

Примечания

Ссылки

Albedo, Topography, and Mineral Concentrations

Интерактивная карта Луны, центрированная на бассейн Южный полюс — Эйткен Searching for water in the Aitken Basin

Категория:Кратеры Луны