Оказывается, Луна — это не застывший каменный шар. Она сжимается, пусть и медленно. Новое исследование показало: за последние 400 миллионов лет спутник Земли уменьшился в радиусе примерно на 45 метров.

О том, что охлаждение недр Луны ведёт к её сжатию, учёные догадывались и раньше. Но скорость этого процесса оказалась иной, чем предполагали тепловые модели.

Группа планетологов под руководством Томаса Уоттерса из Смитсоновского института проанализировала снимки, сделанные автоматической межпланетной станцией Lunar Reconnaissance Orbiter. Этот аппарат — искусственный спутник Луны, запущенный 17 лет назад.

«Изображения, полученные с помощью камеры Lunar Reconnaissance Orbiter, выявили тысячи молодых надвиговых разломов в высокогорьях и морях. Эти относительно небольшие разломы отражают период поздней стадии глобального сжатия Луны. Мы представляем наиболее полную оценку недавних надвиговых разломов на Луне и их последствий для изменения её радиуса», — пишут учёные в начале своей статьи, опубликованной в Planetary Science Journal.

Авторы нанесли на карту более 8900 разломов. Это не просто трещины, а следы так называемых надвигов, когда один блок коры надвигается на другой, сжимая поверхность небесного тела.

Раньше ученые знали о нескольких сотнях таких структур на Луне. К 2015 году их насчитывалось около 3200. Теперь — почти 9000. Прогресс связан с тем, что аппарат отснял более 90% поверхности Луны в высоком разрешении.

Самые длинные скопления разломов (например, кластер Вителло к югу от Моря Влажности) тянутся почти на 400 километров и состоят из сотни уступов. Другие кластеры — Чаппелл, Милн, Атлас, Демонакс — простираются на 120–160 километров. Многие из них расположены там, где кора имеет умеренную толщину — около 30–40 километров.

К разломам в высокогорьях учёные добавили более 2600 небольших хребтов в лунных морях. Это тоже следы сжатия, только меньшего масштаба. Вместе они дали полную картину.

Исследователи сложили две оценки — то, насколько уменьшилась поверхность лунных высокогорий (это видно по системе лопастных надвиговых разломов), и насколько сжалась поверхность лунных морей (по мелким надвиговым разломам). В сумме общее сжатие поверхности Луны составило примерно 0,0048–0,0053%.

Это соответствует уменьшению её радиуса на 42–46 метров за последние 400 миллионов лет. Если считать, что процесс шёл равномерно, скорость сокращения составляла не более 11 сантиметров за миллион лет.

Кажется, что это очень медленно. Но раньше, говорят исследователи, Луна могла сжиматься быстрее.

Причина — остывание недр. Луна, как и любое тело, теряет внутреннее тепло. Остывая, она сжимается. Кора трескается, образуются надвиги (это и есть те самые уступы, которые разглядела камера Lunar Reconnaissance Orbiter).

Правда, тут есть загадка. Тепловые модели предсказывают, что Луна должна была за этот срок сжаться на 750–1100 метров. А наблюдения дают только 45. Куда делись остальные сотни метров?

Учёные предлагают два объяснения. Первое состоит в том, что верхний слой поверхности небесного тела, раздроблённый ударами, мог «впитывать» сжатие, закрывая поры, словно губка. Второе отсылает к свойствам лунной литосферы. Оболочка Луны, будучи прочной и эластичной, не давала разломам возникнуть, пока напряжение не достигло определённого порога. И только в последние сотни миллионов лет, когда это произошло, и предел напряжения был превышен, кора начала трескаться.

Самое важное в том, что эти разломы могут быть активными. Сейсмометры, установленные астронавтами «Аполлонов», зафиксировали 28 мелких лунотрясений. 13 из них произошли в пределах 90 километров от молодых уступов. А моделирование показывает: напряжения от сжатия Луны сопоставимы с теми, что нужны для сдвига по этим разломам.

Более того, вблизи молодых разломов нашли следы недавних оползней — их заметили при сравнении снимков всё того же аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter, сделанных в разное время. Это значит, что толчки от сдвигов по разломам могли вызывать смещения грунта. А в районе долины, где садился «Аполлон-17», моделирование указывает на возможность значительного ускорения грунта при подвижках по разлому.

Иными словами, Луна продолжает трястись. И если на месте будущей лунной базы произойдёт такое событие, оно может вызвать оползни или повреждения конструкций. Ученые призывают учитывать это при планировании поселений. А для этого на спутнике нужна геофизическая сеть — система сейсмометров, которая будет следить за активностью недр.