Գիտնականները նոր ապացույցներ են գտել այն մասին, որ Լուսնի տեսանելի և հակառակ կողմերի միջև եղած տարբերությունները կարող էին առաջանալ երիտասարդ արբանյակի ընդերքում հալված ապարների շարժման պատճառով։ 2024 թվականին չինական «Չանъէ-6» առաքելության կողմից բերված նմուշների վերլուծությունը ցույց է տվել, որ Լուսնի մանտիան քիմիական կազմով կարող է համեմատաբար միատարր լինել, մինչդեռ նրա կեղևը երկու կիսագնդերի միջև զգալիորեն տարբերվում է։ Հետազոտողները ենթադրում են, որ առանցքային դեր են խաղացել Երկրի ջերմային և գրավիտացիոն ազդեցությունները։

Մեկ արբանյակի երկու կողմերը

Երկրին ուղղված Լուսնի կողմը ծածկված է ընդարձակ մութ հարթավայրերով՝ հին հրաբխային ակտիվության հետքերով։ Այդ շրջաններում համեմատաբար շատ են կալիումը, հազվագյուտ հողային տարրերը և ֆոսֆորը։ Հակառակ կողմը այլ կերպ է երևում․ այնտեղ գերակշռում են հին, խիտ խառնարանապատ բարձրավայրերը, իսկ հրաբխային հարթավայրերը զգալիորեն քիչ են։ Բացի այդ, հակառակ կողմի կեղևն ավելի հաստ է։

Թե ինչու նույն երկնային մարմնի երկու կիսագնդերն այդքան տարբեր են, գիտնականները քննարկում են արդեն տասնամյակներ։ Հնարավոր բացատրությունների թվում եղել են ընդերքում հալված ապարների անհավասար շարժումը, հսկայական բախումը, Երկրի կողմից առաջացած մակընթացային տաքացումը և լուսնային կեղևի ձևավորման առանձնահատկությունները։

Մնում էր նաև մեկ այլ հարց․ արդյոք այս տարբերությունները սահմանափակվո՞ւմ են մակերևույթով և կեղևով, թե՞ տարածվում են ավելի խորք՝ Լուսնի մանտիա։

Ինչ պատմեցին հակառակ կողմից բերված նմուշները

2024 թվականին չինական «Չանъէ-6» առաքելությունն առաջին անգամ Երկիր բերեց Լուսնի հակառակ կողմից վերցված գրունտ։ Սա հնարավորություն տվեց այն անմիջապես համեմատել տեսանելի կողմից հավաքված նմուշների հետ, որոնք բերել էին ամերիկյան «Ապոլոն» արշավախմբերը և չինական «Չանъէ-5» առաքելությունը։

Նանկինի համալսարանի պրոֆեսոր Հեցյույ Հուեյի ղեկավարած խումբը ուսումնասիրել է ապարների երեք տեսակ՝ անորտոզիտներ, մագնեզիումային համալիրի ապարներ (Mg-suite) և լուսնային ծովերի բազալտներ։

Կարևոր արդյունքներից մեկը անսպասելի էր։ «Չանъէ-6»-ի բերած բազալտները կրում են քիմիական հատկանիշներ, որոնք ցույց են տալիս, որ դրանք առաջացել են աղքատացված մանտիական նյութից։ Նման պատկեր է դիտվում նաև Լուսնի տեսանելի կողմից հավաքված ցածր տիտան պարունակող բազալտների դեպքում։

Նմանություն է հայտնաբերվել նաև Mg-suite ապարների վերլուծության ժամանակ։ Դրանց Mg# ցուցանիշը՝ մագնեզիումի և երկաթի հարաբերակցությունը, մոտ է եղել արբանյակի երկու կողմերից ստացված նմուշներում։ Այս ապարները ձևավորվում են կեղևի և մանտիայի փոխազդեցության ընթացքում, այդ թվում՝ երբ կուտակված մանտիական նյութի մի մասը ենթարկվում է մասնակի հալման։

Արդյունքները ցույց են տալիս, որ հին լուսնային մագմայի օվկիանոսում բյուրեղացած և մանտիայի հիմքը կազմած նյութերը չեն բաժանվել կազմով կտրուկ տարբեր երկու կիսագնդերի։

Կեղևը պահպանում է նյութի հնագույն վերաբաշխման հետքերը

Կեղևում տարբերությունները շատ ավելի ուժեղ են արտահայտված։ «Չանъէ-6» նմուշների անորտոզիտներն ունեն ավելի բարձր առավելագույն Mg# արժեքներ, քան տեսանելի կողմի համադրելի ապարները։ Սա ցույց է տալիս մագնեզիումային նյութի ավելի բարձր պարունակություն հակառակ կիսագնդի կեղևում և համապատասխանում է հեռահար դիտարկումների տվյալներին։

Տարբերություններ են հայտնաբերվել նաև Mg-suite ապարներում։ Հակառակ կողմից ստացված նմուշներում չափազանց քիչ էին հազվագյուտ հողային տարրերը, իսկ թորիումի և սամարիումի հարաբերակցությունը (Th/Sm) ավելի ցածր էր, քան տեսանելի կողմից ստացված նմուշներում։

Գիտնականները դիտարկում են երկու հնարավոր բացատրություն։ Մագմաները, որոնցից ձևավորվել են այս ապարները, կարող էին առաջանալ հակառակ կողմում՝ առանց այսպես կոչված KREEP բաղադրիչով հարստացված նյութի էական մասնակցության։ Կամ էլ այդպիսի տարրեր պարունակող շերտն ի սկզբանե Լուսնի վրա անհավասարաչափ է բաշխվել։

KREEP-ը նյութ է, որը հարուստ է կալիումով, հազվագյուտ հողային տարրերով և ֆոսֆորով։ Այն կապված է հին լուսնային մագմայի օվկիանոսի բյուրեղացման ուշ փուլերի հետ։ Այս նյութի անհավասար բաշխումը կարող էր ազդել այն բանի վրա, թե հետագայում ինչպես զարգացան երկու կիսագնդերը։

Ինչպես Երկրի ձգողականությունը կարող էր փոխել Լուսինը

Հետազոտողները առաջարկել են մի սցենար, որը քիմիական տարբերությունները կապում է արբանյակի վաղ ջերմային պատմության հետ։

Սկզբում մագմայի գլոբալ օվկիանոսը սառչում և բյուրեղանում էր համեմատաբար հավասարաչափ։ Արդյունքում ձևավորվեցին մանտիական նյութի առաջին շերտերը և անորտոզիտային կեղևը։ Ավելի ուշ Լուսինը հայտնվեց մակընթացային բռնման մեջ․ նրա պտույտի շրջանը համաժամեց ուղեծրային շարժման հետ, ուստի դեպի Երկիր մշտապես շրջված է նույն կիսագունդը։

Այդ դարաշրջանում Լուսինը շատ ավելի մոտ էր մեր մոլորակին։ Առաջարկված մոդելի համաձայն՝ Երկրի մակընթացային ուժերը ապահովում էին արբանյակի մոտակա կողմի ավելի ուժեղ տաքացում՝ համեմատած հեռավոր կողմի հետ։ Առաջացած ջերմաստիճանային տարբերությունը կարող էր գործարկել հալված ապարների լայնածավալ հորիզոնական շարժում։

Տաք մագման շարժվում էր տեսանելի կողմից դեպի հակառակ կողմ՝ իր հետ տանելով արդեն ձևավորված մագնեզիումային նյութը։ Ժամանակի ընթացքում դա կարող էր հանգեցնել լրացուցիչ նյութի կուտակման հակառակ կիսագնդի կեղևում և օգնել բացատրել, թե ինչու այն ավելի հաստ ու մագնեզիումով ավելի հարուստ դարձավ։

Մնացած հալույթը, մոդելի համաձայն, հիմնականում շարժվում էր հակառակ ուղղությամբ։ Արդյունքում տեսանելի կողմում կենտրոնացել են բյուրեղացման ավելի շատ ուշ արտադրանքներ, ներառյալ KREEP-ով և իլմենիտով հարստացված նյութերը։

Ինչու է սա կարևոր

Առաջարկված մոդելը բացատրում է, թե ինչպես Լուսինը կարող էր ստանալ կազմով համեմատաբար միատարր մանտիա և միաժամանակ ունենալ այսքան տարբեր կիսագնդեր։ Դրա համար պարտադիր չէ ենթադրել, որ արբանյակի յուրաքանչյուր կողմի տակ եղած սկզբնական նյութը ի սկզբանե խիստ տարբեր էր․ բավական է անհավասար տաքացումն ու նյութի վերաբաշխումը այն ժամանակաշրջանում, երբ Լուսինը դեռ պահպանում էր իր ընդերքի զգալի մասը հալված վիճակում։

Սակայն սա առայժմ բացատրական սցենար է, ոչ թե Լուսնի ձևավորման վերջնականապես հաստատված պատմություն։ Նոր նմուշները գիտնականներին հազվագյուտ հնարավորություն են տալիս նման վարկածները ստուգել անմիջապես ապարների կազմով, ոչ միայն ուղեծրից ստացված դիտարկումների տվյալներով։

Հակառակ կողմից բերված գրունտի հետագա ուսումնասիրությունը կօգնի ճշտել, թե ինչպես են հենց ձևավորվել լուսնային կեղևն ու մանտիան, և ինչ դեր է այդ գործընթացում խաղացել Երկրի փոխազդեցությունը իր ամենամոտ արբանյակի հետ։