На Луне гигантские каньоны Шредингера и Планка возникли всего за пять минут.

Каньоны — это глубокие и протяженные долины, формирующиеся на Земле под воздействием речных вод на протяжении миллионов лет. В новой работе, опубликованной в Nature Communications, исследуются лунные каньоны Шредингера и Планка. Авторы подчеркивают, что Большой каньон в Северной Америке сформировался за шесть миллионов лет. Формирование лунных каньонов, конечно, происходило иначе (вода на поверхности Луны мгновенно закипела бы), но до этой работы не было ясно, как именно возникли такие крупные долины, как Шредингера и Планка.

Исследователи изучили фотографии поверхности Луны, чтобы установить распределение обломков, вторичных кратеров и стен обеих долин, которые отходят в разные стороны от кратера Шредингера (диаметром более 300 километров) на южной стороне обратной стороны Луны. Выяснилось, что они сформированы крупными обломками (от того же астероида, который создал кратер Шредингера) размером от 0,5 до 1,25 километра для долины Шредингера и до двух километров в случае долины Планка. Это довольно необычный вывод, учитывая, что речь идет о крупных геологических образованиях.

Долина Шредингера имеет протяженность основной части в 270 километров, ширину в 20 километров и глубину в 2,7 километра. Долина Планка еще более впечатляющая: хотя ее основная часть составляет всего 280 километров, общая длина всех ее участков достигает 860 километров. Ширина этой долины — 27 километров, а глубина составляет 3,5 километра. Для сравнения, Большой каньон на Земле имеет длину всего 446 километров и глубину не более 1,949 километра.

Расчеты показывают, что энергия, необходимая для формирования таких массивных образований, была колоссальной — от сотен квинтиллионов джоулей для долины Шредингера до секстиллионов джоулей для долины Планка. Общий энергетический бюджет этих двух событий в 130 раз превышает запасы всех существующих ядерных арсеналов Земли.

Огромные обломки километрового размера, которые прорезали долины на лунной поверхности, двигались со скоростью до 1,28 километра в секунду. При скорости 2,83 километра в секунду они бы улетели в открытый космос, так как сила тяжести на Луне меньше, чем на Земле. Такие высокие начальные скорости предполагают, что сами эти долины образовались примерно за пять минут, считают ученые.

Расчеты авторов исследования имеют и практическое значение для будущей американской высадки в районе южного полюса Луны. Долины Шредингера и Планка, отходящие от кратера Шредингера, не направлены на юг. Моделирование показало, что для их формирования обломки из кратера должны были двигаться под небольшим углом к поверхности и не в южном направлении.

Судя по всему, астероид, который образовал кратер Шредингера и дал обломки, создавшие обе долины, также ударил в поверхность Луны под углом менее 45 градусов (хотя, вероятно, больше 20 градусов). Таким образом, такой крупный кратер, как Шредингер, не оставил вторичных обломков в заполярной зоне южного полушария Луны. Следовательно, находки астронавтов на полюсе должны быть слабо загрязнены материалом инопланетного происхождения.