Тёмные пятна, из которых складывается знакомое «лицо Луны», — в основном огромные равнины застывшей базальтовой лавы. Их называют лунными морями, хотя воды в обычном смысле там никогда не было. Название осталось от ранней телескопической астрономии, а сами пятна рассказывают гораздо более интересную историю: о гигантских ударах, горячих недрах молодой Луны и разнице между её видимой и обратной сторонами.
Как «моря» появились на картах
Невооружённым глазом поверхность Луны выглядит как сочетание светлых и тёмных областей. Первые наблюдатели в телескоп не знали их природы и по аналогии с Землёй предполагали, что тёмные гладкие пространства могут быть морями. Так возникли названия Mare Imbrium — Море Дождей, Mare Tranquillitatis — Море Спокойствия, Oceanus Procellarum — Океан Бурь. Когда стало понятно, что это сухая каменная поверхность, терминология уже прочно вошла в карты.
Светлые области — в основном древние высокогорья, богатые анортозитовыми породами. Они сильно изрыты кратерами и относятся к самым старым частям лунной коры. Морские равнины моложе и ровнее, поэтому контраст между ними заметен даже без оптики.
Сначала удар, потом лава
Большинство крупных морей связано с гигантскими ударными бассейнами. На ранней Луне крупные астероиды и протопланетные обломки пробивали кору и оставляли впадины диаметром в сотни километров. Сам удар не создавал современное тёмное «море». Позже, когда внутренние области Луны ещё сохраняли достаточно тепла, базальтовая магма поднималась по трещинам и заливала низины.
Потоки лавы могли повторяться многократно и постепенно выравнивали дно бассейна. Именно поэтому многие моря выглядят сравнительно гладкими. Но под тёмным базальтом находится более древний ударный рельеф, а по гравитационным измерениям можно проследить скрытые структуры бассейнов.
Почему базальт кажется таким тёмным
Лунные высокогорья отражают больше солнечного света, потому что их породы богаты светлыми минералами. Морские базальты содержат больше железа и других тёмных компонентов и имеют меньший альбедо. Разница не означает, что поверхность морей чёрная: при ярком солнечном освещении это серый каменный грунт. Контраст возникает относительно светлых высокогорий.
Кроме того, поверхность постоянно меняет оптические свойства под действием микрометеоритов и солнечного ветра. Этот процесс называют космическим выветриванием. Он постепенно затемняет и «созревает» реголит, поэтому оттенок участка зависит не только от исходной породы, но и от времени, проведённого на поверхности.
Почему почти все моря находятся на видимой стороне
Это одна из самых заметных асимметрий Луны. На обращённой к Земле стороне моря занимают значительную площадь, тогда как обратная сторона в основном светлая и высокогорная. Главная причина в строении коры: на дальней стороне она в среднем толще, и магме было сложнее прорваться к поверхности после ударов. На ближней стороне кора тоньше, а в некоторых областях сосредоточены элементы, связанные с длительным тепловыделением в недрах.
Поэтому одинаковый по масштабу удар на разных полушариях мог дать разный результат. Бассейн образовывался в обоих случаях, но обширное последующее затопление лавой происходило далеко не всегда.
Что можно увидеть самому
Для наблюдения морей не нужен большой телескоп. Бинокль уже позволяет различить Море Дождей, Море Ясности и Море Спокойствия. Телескоп особенно интересен возле терминатора — границы дня и ночи, где низкое Солнце подчёркивает рельеф кратеров и гор по краям бассейнов.
Важно помнить, что не каждое тёмное пятно — отдельное море. На Луне есть меньшие залитые лавой кратеры, пирокластические отложения и различия в составе реголита. Но крупный рисунок, который человек видит с Земли, действительно создан прежде всего древними базальтовыми равнинами.
Получается, «пятна на Луне» — это не косметическая особенность поверхности, а запись нескольких стадий её истории. Сначала молодой спутник пережил тяжёлую ударную эпоху, затем часть гигантских бассейнов была заполнена магмой, а миллиарды лет космического выветривания довели картину до того вида, который знаком нам сегодня.
История морей связана и с пилотируемыми исследованиями. Apollo 11 сел в Море Спокойствия, Apollo 12 — в Океане Бурь, а образцы базальта позволили датировать вулканические события напрямую. Благодаря лабораторному анализу стало ясно, что большие тёмные равнины не возникли одновременно: разные бассейны и даже разные потоки внутри одного моря имеют различный возраст и состав.
При этом привычный рисунок Луны зависит от освещения. В полнолуние контраст альбедо хорошо показывает моря, но рельеф выглядит плоским. Возле первой или последней четверти косые тени подчёркивают края бассейнов, горные дуги и молодые кратеры, наложенные на старые лавовые равнины. Поэтому один и тот же участок сообщает разную информацию в разные фазы.