Данные лунного радара открывают новые ключи к разгадке древнего прошлого Луны

Пыльная поверхность Луны – увековеченная на изображениях лунных следов астронавтов Аполлона – образовалась в результате ударов астероидов и суровых условий космоса, разрушающих скалы за миллионы лет.

По мнению группы ученых, древний слой этого материала, покрытый периодическими потоками лавы и теперь погребенный под поверхностью Луны, может дать новое представление о глубоком прошлом Луны.

«Путем тщательной обработки данных мы обнаружили новые интересные доказательства того, что этот погребенный слой, называемый палеореголитом, может быть намного толще, чем предполагалось ранее», – сказал Тиеюань Чжу, доцент геофизики в Пенсильвании.

«Эти слои не были нарушены с момента их образования и могут быть важными записями для определения раннего столкновения с астероидом и вулканической истории Луны».

Команда под руководством Чжу провела новый анализ радиолокационных данных, собранных китайской миссией Chang’e 3 в 2013 году, которая выполнила первые прямые наземные радиолокационные измерения на Луне.

Исследователи определили толстый слой палеореголита, примерно от 16 до 30 футов, зажатый между двумя слоями вулканической породы, возраст которых, как полагают, составляет 2,3 и 3,6 миллиарда лет.

Полученные данные предполагают, что палеореголит сформировался намного быстрее, чем предыдущие оценки – 6,5 футов за миллиард лет, – сказали ученые.

На протяжении всей своей истории Луна подвергалась вулканической активности, в результате чего на поверхности образовывалась лавовая порода.

По словам ученых, со временем скала распадается на пыль и почву, называемую реголитом, при неоднократных ударах астероидов и космическом выветривании.

«Лунные ученые считают кратеры на Луне и используют компьютерные модели, чтобы определить скорость образования реголита», – сказал Чжу.

«Наши открытия ограничивают то, что произошло между двумя и тремя миллиардами лет назад. Это уникальный вклад этой работы ».

Предыдущие исследования изучали набор данных, созданный, когда марсоход Yutu посылал электромагнитные импульсы в лунное подземелье и слушал, как они отражаются эхом. Чжу сказал, что его команда разработала четырехэтапный поток обработки данных для усиления сигнала и подавления шума в данных.

Ученые наблюдали изменения полярности, когда электромагнитные импульсы проходили вниз через плотную лаву и палеореголит, что позволило команде различать разные слои.

«Наша статья действительно предоставляет первое геофизическое свидетельство того, что эта электромагнитная диэлектрическая проницаемость изменилась с небольшого значения для палеореголита на большое значение для потоков лавы», – сказал Чжу.

«Мы обнаружили это изменение полярности данных и создали подробное геофизическое изображение недр на глубине до нескольких сотен метров».

Результаты могут указывать на более высокую метеорную активность в Солнечной системе в течение этого периода миллиарды лет назад, согласно команде, которая недавно сообщила о своих выводах в журнале Geophysical Research Letters.

Чжу сказал, что инструменты обработки данных могут быть использованы для интерпретации аналогичных данных, собранных во время будущих миссий на Луну, Марс или в другое место Солнечной системы. Его команда сейчас работает с технологией машинного обучения, чтобы улучшить результаты.

«Я бы сказал, что мы использовали традиционные методы обработки данных, но мы внимательно изучили данные и разработали соответствующий рабочий процесс для таких лунных данных, потому что это совсем другая среда, чем Земля», – сказал Чжу.

«Здесь, в Пенсильвании, мы уже сделали этот рабочий процесс как открытый код для коллег».

Цзиньхай Чжан и Янтин Линь, профессора Китайской академии наук, внесли свой вклад в это исследование.

Автор Мэтью Кэрролл.