Луна. История будущего - Оливер Мортон

Лишенная объяснения, стратиграфическая летопись поздней тяжелой бомбардировки сегодня тоже кажется несколько ненадежной. Недавние исследования показывают, что взятые «Аполлонами» образцы породы предоставляют свидетельства о столкновениях, произошедших примерно в одно время, просто потому что большинство этих образцов — а возможно, и все они — относятся к одному столкновению, а именно к столкновению, сформировавшему Море Дождей. По оценкам, его осколки покрыли около одной пятой части видимой стороны Луны. Его отголоски видны в образцах почти со всех мест посадки «Аполлонов». Возможно, породы, которые ранее считались сопряженными с другими столкновениями, на самом деле представляют собой фрагменты осколков, разлетевшихся при имбрийском столкновении, сформировавшем Море Дождей.

Около десяти лет назад, когда Национальная академия наук США составила рапорт о том, что науке необходимо сделать на Луне, определение времени и серьезности поздней тяжелой бомбардировки — если она вообще была — возглавило список: «Научная цель 1а». В рапорте отмечалось — о чем говорили почти все, кто проявлял интерес к вопросу, — что для этого нужно получить новые образцы лунной породы, провести их изотопную датировку и тем самым установить точное, а не примерное время различных столкновений. Начать предполагалось с самого большого (не считая столкновения в начале времен) — столкновения, которое сформировало бассейн Южный полюс — Эйткен. Как видно из названия, он простирается от Южного полюса до расположенного на обратной стороне Луны кратера Эйткен, который находится всего в 17° к югу от экватора. От края до края бассейна 2500 километров — иначе говоря, он громаден по стандартам любой планеты. В нем могут поместиться Индия и Аргентина, после чего еще останется свободное место. Если пожертвовать автономными районами Гуанси, Внутренняя Монголия, Тибет и Синьцзян, туда войдет вся остальная часть Китая.

В отличие от крупнейших бассейнов видимой стороны бассейн Южный полюс — Эйткен лишен гладкого морского базальта. При этом он заметно темнее окрестных возвышенностей — возможно, потому что он глубже остальных бассейнов и кратеров. Его глубина составляет 13 километров, и ограничивающие его с северо-востока горы Лейбница — высочайшие на Луне, если считать от основания до вершины. Специалисты по стратиграфии пришли к выводу, что это старейшая явно различимая деталь рельефа Луны. Они также выявили в бассейне ряд мест, где могут быть породы, которые расплавились при столкновении, а потому могут помочь с установлением его точной даты.

Вне зависимости от того, участились ли столкновения незадолго до формирования Моря Дождей, после него они могли прекратиться довольно быстро. В связи с этим, продолжая межпланетную тенденцию геологических шкал, я предлагаю следующее. Учитывая, что пока не найдено конкретного маркера для окончания катархейского эона на Земле, не стоит ли хотя бы временно использовать имбрийское столкновение в качестве границы катархея? Даже если спазма в конце не было, формирование бассейнов было господствующим процессом на Луне и играло важную роль на заре существования Земли. В последующие 3,8 миллиарда лет они действительно разошлись — пока в недавнем прошлом люди не начали встревать в их историю. Даже не соглашаясь с тем, что антропоцен охватывает и Землю, и Луну, логично предположить, что конец их детства, когда они развивались по-разному, но оставались тесно связанными друг с другом, должен быть отмечен одним событием — а если это должно быть событие, которое оставило явный след в истории, то пусть им будет событие, случившееся на Луне. Столкновение, приведшее к формированию самого четко очерченного из лунных морей, которое огибают стоящие полукольцом горы, видимые всем и каждому, прекрасно подходит на эту роль.

* * *

Столкновения продолжались всю историю Луны, оставаясь единственным исключением из шуточного изречения Роберта Хайнлайна о том, что «на Луне ничего не случается». Они принесли на Луну по крайней мере две дорогие людям вещи.

Первая — это вода. Множество астероидов состоит из минералов, содержащих некоторую долю воды, а в так называемых углистых хондритах на воду может приходиться свыше 20 % массы. В кометах воды еще больше. Когда любое из этих тел сталкивается с Луной, содержащаяся в нем вода испаряется, и большая часть пара мгновенно возвращается в космос. Но некоторое его количество остается. На горячей, светлой стороне лунной границы света и тьмы этот пар формирует тонкую атмосферу, а на холодной, темной стороне — почти незаметный иней. При движении границы света и тьмы летучие вещества каждый месяц превращаются из инея внизу в пар наверху, а затем преобразуются обратно.

Со временем большая часть этой асимметричной атмосферы теряется — Луна слишком мала, чтобы удерживать вокруг себя такую оболочку. Ультрафиолетовое излучение Солнца ионизирует молекулы летучих веществ, после чего заряженные частицы солнечного ветра уносят их прочь. Но некоторые из них постоянно остаются инеем, потому что на Луне есть области, где никогда не наступает день.

Имея небольшой наклон, ось вращения Луны направлена почти вертикально к плоскости эклиптики. Это значит, что полюса Луны освещаются по касательной и Солнце там никогда не поднимается высоко над горизонтом. Тени там длинные — такие длинные, что некоторые из них вообще не имеют конца. В кратерах на полюсах есть места, куда не попадают лучи висящего у горизонта Солнца. Оно может подняться достаточно высоко, чтобы осветить внутреннюю поверхность вала кратера, создавая залитый утренним солнцем склон, который Галилей, впервые убеждая людей, что кратеры есть кратеры, сравнил с западным склоном альпийской долины. По мере медленного вращения Луны под Солнцем оказываются все новые фрагменты внутренней поверхности вала, словно он неспешно жарится на вертеле. Однако, хотя большая часть вала освещается в тот или иной момент времени, дно кратера остается в тени. В него попадает лишь вторичный свет, отраженный от вала.

Некоторые области кратера не видят и его, потому что в кратерах бывают другие кратеры, из которых вал внешнего кратера порой не виден. В глубины этих внутренних кратеров солнечные лучи не проникают ни прямо, ни опосредованно.

Большинство кратеров, в которых сосредоточена эта постоянная тьма, находится в районе Южного полюса: один из них назван в честь Джина Шумейкера. Солнечного света избегают многие детали рельефа, расположенные в глубинах бассейна Южный полюс — Эйткен. Но на севере тоже достаточно постоянной темноты. На обоих полюсах темнота исключительно холодна — даже холоднее поверхности Плутона, который находится в 30 раз дальше от Солнца. Хотя Плутон получает в тысячу раз более слабый солнечный свет, чем Луна, этот свет в разное время достигает каждого квадратного метра его поверхности. В отсутствие солнечного света за несколько миллиардов лет можно сильно остыть: температура на дне темных кратеров составляет около –238 °C, что лишь на 35 градусов выше абсолютного ноля.

Если возникающий при столкновениях или, возможно, поступающий из других источников пар оседает инеем в этих кратерах и впоследствии его ничто не переводит обратно в газообразное состояние, логично предположить, что иней накапливается. Накопление происходит так медленно, что черепаший рост ползущих ледников в сравнении может показаться молниеносным, однако процесс идет миллиарды лет. Со временем форму обретает структура, очень отдаленно напоминающая растущий в сторону неба ледник: наслоения грязного от пыли льда, при удачном стечении обстоятельств увеличивающиеся на несколько миллиметров за миллион лет и освещаемые лишь звездами, к которым они очень-очень медленно тянутся.