Почему сжимается Луна и как это выяснили

По расчётам авторов исследования, за последние 400–800 миллионов лет радиус Луны уменьшился примерно на 45 метров. Это от 6 до 11 сантиметров за миллион лет, или около 0,1 микрометра в год (если скорость сжатия не менялась). Земные литосферные плиты, для сравнения, смещаются в среднем на 1,5 сантиметра в год (с такой скоростью растут ногти), то есть примерно в 150 тысяч раз быстрее. На приливы и лунные циклы столь малая убыль не влияет, отмечали ещё первооткрыватели лунного сжатия.

Американский лунный сейсмограф миссии «Аполлон-16» Фото: © NASA

Основу новой исследовательской работы составили снимки камеры LROC зонда Lunar Reconnaissance Orbiter, который уже 17 лет кружит вокруг Луны. Он передал уже миллионы кадров. На них учёные нанесли на карту более 8900 лопастных уступов в материковых районах и свыше 2000 небольших гряд на тёмных равнинах-«морях» — всего более 10 тысяч молодых разломов. Механика проста: остывающие недра сжимаются, а хрупкая кора, в отличие от кожицы винограда, не морщится, а ломается, и один её блок надвигается на соседний. Один из крупнейших уступов, найденный в постоянно затенённом кратере Мушез L близ северного полюса Луны, поднимается более чем на 100 метров.

Ещё поколение назад масштаб этих находок трудно было представить. Уступы впервые заметили на снимках экспедиций «Аполлон» вблизи экватора. Когда в 2010 году на основе данных с LROC описали первые 14 новых форм, стало ясно, что они разбросаны по всей поверхности. К 2019 году камера насчитала более 3500 уступов, сегодня их почти 9000. 

Сжимается не только Луна. В сентябре немецкие планетологи показали, что Меркурий мог уменьшиться в диаметре на целых 23 километра, а не на 4–16, как считалось: обломки ударных кратеров маскируют складки на его поверхности. Проверить это должен аппарат BepiColombo, выход которого на орбиту планеты ожидается в ноябре 2026 года. Рядом с меркурианскими километрами лунные 45 метров выглядят скромно, но для будущих баз важны не метры, а то, как распределены разломы.

Земля устроена иначе. Около 90 % её тектонической и сейсмической активности приходится на границы плит, которых больше 15. У Луны плита одна — нерасчленённая оболочка, поэтому напряжения распределяются по всей поверхности, и лунотрясения возможны где угодно. Впрочем, равномерности нет: там, где кора толще всего, разломов меньше, а значит, такие районы, вероятно, стабильнее прочих.

Но почему небольшое каменное тело продолжает остывать и сжиматься? Предполагается, что толстая раздробленная и пористая кора долго служила теплоизолятором и сдерживала остывание, а массовое разломообразование началось сравнительно недавно. Пока это гипотеза, но она объясняет, как Луна, которую долго считали геологически мёртвой, сохраняет активность.

Связь с сейсмикой подтверждена не безоговорочно. В 1969–1977 годах четыре сейсмометра, оставленные астронавтами «Аполлона», зафиксировали 28 неглубоких лунотрясений. Уточнив их координаты, исследователи показали, что восемь из них произошли не далее 30 километров от уступов. В 2024 году результаты другой научной работы связали одно из самых сильных лунотрясений (магнитудой около 5) с группой разломов у южного полюса, причём такие толчки могут сотрясать почву часами, а не секундами, как на Земле.