Оценка мощности выбросов из ударных кратеров в южном полярном регионе Луны

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

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.

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

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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.
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. Krasilnikov S.S., Ivanov M.A., Head J.W. Geological map of the South pole of Moon // LPSC 52. 2021. № 1428.
  15. Lucey P.G. Mineral maps of the Moon // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. Iss. 8. L08701. https://doi.org/10.1029/2003GL019406
  16. 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
  17. Melosh H.J. Impact Cratering: A Geologic Process. New York: Oxford Univ. Press, 1989. 253 p.
  18. 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
  19. 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
  20. 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
  21. Neukum G. Different ages of lunar light plains // The Moon. 1977. V. 17. P. 383–393. https://doi.org/10.1007/BF00562647
  22. 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
  23. 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
  24. 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
  25. 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
  26. 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
  27. 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.
  28. 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
  29. Werner S.C. Major aspects of the chronostratigraphy and geologic evolutionary history of Mars // Ph. D. thesis. Berlin: Cuvilier, 2005.
  30. 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.
  31. 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
  32. 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.
  33. 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


© А.С. Красильников, С.С. Красильников, М.А. Иванов, Дж.У. Хэд, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах