Оценка мощности выбросов из ударных кратеров в южном полярном регионе Луны
- Авторы: Красильников А.С.1, Красильников С.С.1, Иванов М.А.1, Хэд Д.У.2
-
Учреждения:
- Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН
- Department of Earth, Environmental & Planetary Sciences, Brown University
- Выпуск: Том 57, № 2 (2023)
- Страницы: 124-135
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0320-930X/article/view/134988
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320930X23020044
- EDN: https://elibrary.ru/NVUBEQ
- ID: 134988
Цитировать
Аннотация
В работе представлены результаты модельных расчетов вариаций мощности выбросов ударных кратеров в южном полярном регионе Луны от южного полюса до 70° ю.ш. для кратеров нектарианского, имбрийского, эратосфенского и коперниковского возрастов. В работе не рассматриваются кратеры донектарианского возраста, так как границы их выбросов часто скрыты более молодыми отложениями. Для оценки мощности были выбраны модели Housen, Sharpton и Fassett. Первая применялась для кратеров крупнее 45 км в диаметре, вторая для кратеров меньшего размера (от 3 до 45 км), третья использовалась применительно к бассейну моря Восточного. При оценке мощности учитывался фактор смешения выбросов с подстилающим реголитом (фактор μ). В результате исследования были построены карты мощностей выбросов для южного полярного региона Луны. Они предоставляют возможность количественно оценить вклад ударных событий разного возраста в формировании полярного реголита и, соответственно, определять доминирующий источник (источники) вещества в той или иной области, в частности, в предполагаемых местах посадок спускаемых аппаратов.
Ключевые слова
Об авторах
А. С. Красильников
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН
Email: krasilnikov_as@geokhi.ru
Россия, Москва
С. С. Красильников
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН
Email: krasilnikov_as@geokhi.ru
Россия, Москва
М. А. Иванов
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН
Email: krasilnikov_as@geokhi.ru
Россия, Москва
Дж. У. Хэд
Department of Earth, Environmental & Planetary Sciences, Brown University
Автор, ответственный за переписку.
Email: krasilnikov_as@geokhi.ru
USA, Providence, RI
Список литературы
- Красильников С.С., Красильников А.С., Иванов М.А. Геологическая детализация основных эллипсов посадки Луна-25 // Астрон. вестн. 2022. Т. 56. № 3. С. 147–157. (Krasilnikov S.S., Krasilnikov A.S., Ivanov M.A. Geological Details of the Main Landing Ellipses of Luna-25 // Sol. Syst. Res. 2022. V. 56. № 3. P. 135–144. https://doi.org/10.1134/S003809462202005810.1134/S0038094622020058)https://doi.org/10.31857/S0320930X22020050
- Boynton W.V., Droege G.F., Mitrofanov I.G., McClanahan T.P., Sanin A.B., Litvak M.L., Schaffner M., Chin G., Evans L.G., Garvin J.B., Harshman K., Malakhov A., Milikh G., Sagdeev R., Starr R. High spatial resolution studies of epithermal neutron emission from the lunar poles: Constraints on hydrogen mobility // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. E00H33. https://doi.org/10.1029/2011JE003979
- Colaprete A., Schultz P., Heldmann J., Wooden D., Shirley M., Ennico K., Hermalyn B., Marshall W., Ricco A., Elphic R., Goldstein D., Summy D., Bart G., Asphaug E., Korycansky D., Landis D., Sollitt L. Detection of water in the LCROSS ejecta plume // Science. 2010. V. 330. P. 463–468. https://doi.org/10.1126/science.1186986
- Fassett C.I., Head J.W., Smith D.E., Zuber M.T., Neumann G.A. Thickness of proximal ejecta from the Orientale Basin from Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) data: Implications for multi-ring basin formation // Geophys. Res. Lett. 2011. V. 38. Iss. 17. L17201. https://doi.org/10.1029/2011GL048502
- Feldman W.C., Maurice S., Binder A.B., Barraclough B.L., Elphic R.C., Lawrence D.J. Fluxes of fast and epithermal neutrons from Lunar Prospector: Evidence for water ice at the lunar poles // Science. 1998. V. 281. P. 1496–1500. https://doi.org/10.1126/science.281.5382.1496
- Feldman W.C., Elphic R.C., Barraclough B.L., Maurice S., Genetay I., Binder A.B. Polar hydrogen deposits on the Moon // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 4175–4195. https://doi.org/10.1029/1999JE001129
- Feldman W.C., Maurice S., Lawrence D.J., Little R.C., Lawson S.L., Gasnault O., Wiens R.C., Barraclough B.L., Elphic R.C., Prettyman T.H., Steinberg J.T., Binder A.B. Evidence for water ice near the lunar poles // J. Geophys. Res. 2001. V. 106. P. 23231–23251. https://doi.org/10.1029/2000JE001444
- Garrick-Bethell I., Zuber M.T. Elliptical structure of the lunar South Pole-Aitken basin // Icarus. 2009. V. 204. P. 399–408. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2009.05.032
- Hiesinger H., Head J.W., Wolf U., Jaumann R., Neukum G. Ages and stratigraphy of lunar mare basalts in Mare Frigoris andother nearside maria based on crater size-frequency distribution measurements // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. P. 1–22. https://doi.org/10.1029/2009JE003380
- Hiesinger H., van der Bogert C.H., Pasckert J.H., Schmedemann N., Robinson M.S., Jolliff B., Petro N. New crater size-frequency distribution measurements of the South Pole Aitken basin // LPSC 43. 2012. № 2863.
- Housen K.R., Schmidt R.E., Holsapple K.A. Crater ejecta scaling laws: fundamental forms based on dimensional analysis // J. Geophys. Res. 1983. V. 88. Iss. B3. P. 2485–2499. https://doi.org/10.1029/JB088iB03p02485
- Ivanov M.A., Abdrakhimov A.M., Basilevsky A.T., Demidov N.E., Guseva E.N., Head J.W., Hiesinger H., Kohanov A.A., Krasilnikov S.S. Geological characterization of the three high-priority landing sites for the Luna-Glob mission // Planet. and Space Sci. 2018. V. 162. P. 190–206. https://doi.org/10.1016/j.pss.2017.08.004
- Korotev R.L. Some things we can infer about the Moon from the composition of the Apollo 16 regolith // Meteor. and Planet. Sci. 1997. V. 32. Iss. 4. P. 447–478. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.1997.tb01291
- Krasilnikov S.S., Ivanov M.A., Head J.W. Geological map of the South pole of Moon // LPSC 52. 2021. № 1428.
- Lucey P.G. Mineral maps of the Moon // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. Iss. 8. L08701. https://doi.org/10.1029/2003GL019406
- McGetchin T.R., Settle M., Head J.W. Radial thickness variation in impact crater ejecta: implications for lunar basin deposits // Earth and Planet. Sci. Lett. 1973. V. 20. Iss. 2. P. 226–236. https://doi.org/10.1016/0012-821X(73)90162-3
- Melosh H.J. Impact Cratering: A Geologic Process. New York: Oxford Univ. Press, 1989. 253 p.
- Melosh H.J., Kendall J., Horgan B., Johnson B.C., Bowling T., Lucey P.G., Taylor G.J. South Pole-Aitken basin ejecta reveal the Moon’s upper mantle // Geology. 2017. V. 45. № 12. P. 1063–1066. https://doi.org/10.1130/G39375.1
- Mitrofanov I.G., Sanin A.B., Boynton W.V., Chin G., Garvin J.B., Golovin D., Evans L.G., Harshman K., Kozyrev A.S., Litvak M.L., Malakhov A., Mazarico E., McClanahan T., Milikh G., Mokrousov M., Nandikotkur G., Neumann G.A., Nuzhdin I., Sagdeev R., Shevchenko V., Shvetsov V., Smith D.E., Starr R., Tretyakov V.I., Trombka J., Usikov D., Varenikov A., Vostrukhin A., Zuber M.T. Hydrogen mapping of the Lunar South Pole using the LRO neutron detector experiment LEND // Science. 2010. V. 330. № 6003. P. 483–486. https://doi.org/10.1126/science.1185696
- Mitrofanov I.G., Litvak I.M., Sanin A., Malakhov A., Golovin D., Boynton W., Droege G., Chin G., Evans L., Harshman K., Fedosov F., Garvin J., Kozyrev A., McClanahan T., Milikh G., Mokrousov M., Starr R., Sagdeev R., Shevchenko V., Shvetsov V., Tret’yakov V., Trombka J., Varenikov A., Vostrukhin A. Testing polar spots of water-rich permafrost on the Moon: LEND observations onboard LRO // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. E00H27. https://doi.org/10.1029/2011JE003956
- Neukum G. Different ages of lunar light plains // The Moon. 1977. V. 17. P. 383–393. https://doi.org/10.1007/BF00562647
- Oberbeck V.R., Hörz F., Morrison R.H., Quaide W.L., Gault D.E. On the origin of the lunar smooth-plains // The Moon. 1975. V. 12. P. 19–54. https://doi.org/10.1007/BF02626332
- Petro N.E., Pieters C.M. Modeling the provenance of the Apollo 16 regolith // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. Iss. E9. P. 1–13. https://doi.org/10.1029/2005JE002559
- Pike R.J. Ejecta from large craters on the Moon: Comments on the geometric model of McGetchin et al. // Earth and Planet. Sci. Lett. 1974. V. 23. Iss. 3. P. 265–271. https://doi.org/10.1016/0012-821X(74)90114-9
- Sanin A.B., Mitrofanov I.G., Litvak M.L., Bakhtin B.N., Bodnarik J.G., Boynton W.V., Chin G., Evans L.G., Harshman K., Fedosov F., Golovin D.V., Kozyrev A.S., Livengood T.A., Malakhov A.V., McClanahan T.P., Mokrousov M.I., Starr R.D., Sagdeev R.Z., Tret’yakov V.I., Vostrukhin A.A. Hydrogen distribution in the lunar polar regions // Icarus. 2017. V. 283. P. 20–30. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2016.06.002
- Schultz P.H., Gault D.E. Clustered impacts: experiments and implications // J. Geophys. Res. 1985. V. 90. Iss. B5. P. 3701–3732. https://doi.org/10.1029/JB090iB05p03701
- Sharpton V.L. Outcrops on lunar crater rims: Implications for rim construction mechanisms, ejecta volumes and excavation depths // J. Geophys. Res. 2014. V. 119. Iss. 1. P. 154–168.
- Smith D.E., Zuber M.T., Jackson G.B., Cavanaugh J.F., Neumann G.A., Riris H., Sun X., Zellar R., Coltharp C., Connelly J., Katz R., Kleyner I., Liiva P., Matuszeski A., Mazarico E., McGarry J., Novo-Gradac A., Ott M., Peters C., Ramos-Izquierdo L., Ramsey L., Rowlands D., Schmidt S., Scott V., Shaw G., Smith J., Swinski J., Torrence M., Unger G., Yu A., Zagwodzki T. The Lunar Orbiter Laser Altimeter investigation on the Lunar Reconnaissance Orbiter mission // Space Sci. Rev. 2010. V. 150. P. 209–241. https://doi.org/10.1007/s11214-009-9512-y
- Werner S.C. Major aspects of the chronostratigraphy and geologic evolutionary history of Mars // Ph. D. thesis. Berlin: Cuvilier, 2005.
- Wilhelms D.E. Geologic mapping of the second planet. Pt 1: Rationale and general methods of Lunar geologic mapping // A Primer in Lunar Geology / Eds Greeley R., Schultz P. Ames Research Center NASA, 1974. P. 199–215.
- Wilhelms D.E., Howard K.A., Wilshire H.G. Geologic map of the South side of the Moon // USGS Map I-1162. 1979. https://doi.org/10.3133/i1162
- Wilhelms D.E., McCauley J.P., Trask N.J. The geologic history of the Moon // USGS Numbered Series. Professional Paper. 1987. V. 1348. 302 p. https://doi.org/10.3133/pp1348.
- Yamamoto S., Nakamura R., Matsunaga T., Ogawa Y., Ishihara Y., Morota T., Hirata N., Ohtake M., Hiroi T., Yokota Y., Haruyama J. Possible mantle origin of olivine around lunar impact basins detected by SELENE // Nature Geosci. 2010. V. 3. P. 533–536. https://doi.org/10.1038/ngeo897
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)