Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба

Самые маленькие кратеры – это оспины, возникающие в соответствии с законами растрескивания породы; метеоры такого небольшого размера могут достигать поверхности только тех планет, где нет атмосферы, например Луны. (Такие оспины есть у многих лунных образцов.) Далее идут дыры с крутыми стенками, которые выглядят так, будто их отрыли киркой, а потом ямы размером с открытый карьер или вулкан. Когда планетарные кратеры становятся слишком большими, их дно выполаживается в результате просадок и они начинают напоминать широкие (много километров в поперечнике) круглые долины, разве что не имеющие ни входа, ни выхода. Кратеры больше 2–3 км в диаметре на Земле и больше 10 км на Луне (из-за низкой гравитации) переживают коллапс, образуя подобие неглубоких формочек для печенья со сложной геологией коры. Еще более крупные имеют центральные пики там, где после коллапса происходит отскок. Для сложных больших кратеров такой процесс опускания, возвращения и воздымания материала может вызывать последствия регионального масштаба и гигантские сотрясения, иногда даже меняющие природу коры всей планеты.

Гравитационное поле Луны имеет небольшие вариации, которые были замерены зондами GRAIL (The Gravity Recovery and Interior Laboratory, «Лаборатория по изучению гравитационных возмущений и внутреннего строения Луны») в 2012 г. Эти колебания силы тяготения связывают с масконами (пробками из плотного мантийного вещества, заполняющими крупные кратеры) и недостатком массы (удалением части материала в результате столкновений). Это черно-белый вариант исходного полноцветного изображения, поэтому темные участки соответствуют как повышенной, так и пониженной гравитации, которая характерна для крупных кратеров – долговременных отверстий в лунной коре. В центре – Море Москвы на обратной стороне.

NASA/JPL–Caltech/MIT/GSFC

Представьте, что вы копаете яму, чтобы посадить дерево. Вначале работать легко: вы просто переносите лопатой часть почвы с одного места на другое. Но чем глубже вы забираетесь, тем труднее идет дело – грунт сильнее спрессован, в него сложнее вставить лопату и к тому же каждый раз его приходится поднимать все выше и отводить все дальше. Работа, направленная против давления и гравитации, отнимает больше энергии. Теперь приложим этот принцип в масштабе целой планеты, масштабе километров и сотен километров. В какой-то момент на то, чтобы выбросить породу, требуется так много энергии, что происходит фазовый переход – она плавится из-за интенсивности раскапывания. Чем больше ударный бассейн, тем больше энергии требуется на каждую «лопату грунта», так что самые крупные кратеры могут расплавить целый регион, где они формируются, и никакого кратера не останется, только намек на то, что он когда-то существовал, – планета с обновленной поверхностью.

Самый большой лунный кратер (если это вообще кратер) – Океан Бурь, который охватывает более чем четверти окружности Луны, имея в диаметре почти 3000 км. Он образует почти все различимое с Земли «лунное лицо» и включает в себя меньшую и более несомненную ударную структуру – Море Дождей (диаметр 1100 км), которое выделяется на гравитационных картах нашего спутника. Хотя для астронавта гравитация на Луне ощущается как постоянная, в действительности она меняется от одного места к другому. В случае с Морем Дождей и другими крупными ударными структурами плотное вещество мантии поднялось, чтобы заполнить дыры, проделанные в более легких породах коры ударными кратерами. У Океана Бурь подобного маскона как такового нет: он так велик, что весь регион в целом восстановил гравитационное равновесие. Однако его периметр отмечен градиентами силы тяжести, как некой изгородью для лошадей вокруг большого пастбища. Мы пока не можем объяснить эти резкие (хотя и небольшие) вариации в плотности коры или верхних слоев мантии, которые на взгляд постороннего наблюдателя образуют «лунную пентаграмму», а если искать геофизические аналогии, я бы сказал, напоминают засохшую и растрескавшуюся грязь.

Нам неизвестно, является ли Океан Бурь одной ударной структурой или несколькими перекрывающимися кратерами. (Но какова вероятность такого совпадения?) Также неизвестно, связана ли окружающая его лунная пентаграмма со столкновением или она возникла намного позже как часть глобальных подвижек, своего рода тектонического процесса, который может быть связан со структурной дихотомией лунных полушарий: толстой корой на обратной стороне и тонкой – на видимой с Земли.

«Лунная пентаграмма» видна, если нанести на топографическую карту районов видимой стороны, прилегающих к Океану Бурь, величину градиента силы тяжести – резкость перепадов локального гравитационного поля, неуловимых для астронавтов, но имеющих определенное геологическое значение[276]. Перевод изображения в черно-белый вариант делает его неоднозначным; чтобы увидеть все анимированное буйство красок, пройдите по ссылке https://svs.gsfc.nasa.gov/4014.