Wczesna historia układu Ziemia-Księżyc była bardzo gwałtowna. Przyszedł nieco ponad miliard lat później Słońce i planety zaczęły się formować. Po pierwsze, sam Księżyc został stworzony przez zderzenie obiektu wielkości Marsa z młodą Ziemią. Następnie, około 3,8 miliarda lat temu, oba światy zostały zbombardowane przez szczątki pozostałe po stworzeniu planet. Mars i Merkury nadal noszą blizny po uderzeniu. Na Księżycu gigantyczny basen Orientale pozostaje cichym świadkiem tego okresu, zwanego „późnym ciężkim bombardowaniem”. W tym czasie Księżyc został uderzony przedmiotami z kosmosu i wulkany również płynęły swobodnie.
Historia basenu Orientale
Dorzecze Orientale powstało na skutek gigantycznego uderzenia około 3,8 miliarda lat temu. To właśnie naukowcy planetarni nazywają misą uderzeniową z wieloma pierścieniami. Pierścienie powstały w wyniku fal uderzeniowych falujących na powierzchni w wyniku zderzenia. Powierzchnia została podgrzana i zmiękczona, a gdy ostygła, tętnienia pierścieni zostały „zamrożone” na miejscu w skale. Sam basen z trzema pierścieniami ma średnicę około 930 kilometrów (580 mil).
Wpływ, który stworzył Orientale, odegrał ważną rolę we wczesnej geologicznej historii Księżyca. Było to bardzo destrukcyjne i zmieniło to na kilka sposobów: pęknięte warstwy skał, skały stopiły się pod upałem, a skorupa została mocno wstrząśnięta. Wydarzenie wysadziło w powietrze materiał, który spadł na powierzchnię. W tym czasie starsze elementy powierzchni zostały zniszczone lub zakryte. Warstwy „ejecta” pomagają naukowcom określić wiek cech powierzchni. Ponieważ tak wiele obiektów uderzyło w młodego Księżyca, jest to bardzo złożona historia.
GRAIL Studies Orientale
Podwójne sondy GRAIL Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) odwzorowały warianty pola grawitacyjnego Księżyca. Zebrane przez nich dane mówią naukowcom o wewnętrznym układzie Księżyca i dostarczyły szczegółów map koncentracji masy.
GRAIL wykonał szczegółowe badania grawitacyjne basenu Orientale, aby pomóc naukowcom ustalić stężenia masy w regionie. Zespół naukowców zajmujących się planetą chciał dowiedzieć się o wielkości pierwotnego basenu uderzeniowego. Szukali więc oznaczeń inicjału krater. Okazało się, że pierwotny obszar rozpryskiwania znajdował się gdzieś pomiędzy wielkością dwóch najbardziej wewnętrznych pierścieni otaczających basen. Jednak nie ma śladu krawędzi oryginalnego krateru. Zamiast tego powierzchnia odbiła się (odbiła w górę i w dół) po zderzeniu, a materiał, który spadł na Księżyc, zatarł wszelkie ślady pierwotnego krateru.
Główny wpływ wykopał około 816 000 mil sześciennych materiału. To około 153-krotność objętości Wielkich Jezior w Stanach Zjednoczonych. Wszystko spadło z powrotem na Księżyc, a wraz z topnieniem powierzchni całkiem dobrze zatarło oryginalny pierścień krateru uderzeniowego.
GRAIL Rozwiązuje zagadkę
Jedną z rzeczy, która zaintrygowała naukowców przed wykonaniem pracy GRAIL, był brak jakiegokolwiek materiału wewnętrznego z Księżyca, który wypłynąłby spod powierzchni. Stałoby się tak, gdy impaktor „uderzył” w Księżyc i wykopał go głęboko pod powierzchnią. Okazuje się, że początkowy krater prawdopodobnie zawalił się bardzo szybko, co spowodowało, że materiał wokół krawędzi przepłynął i wpadł do krateru. To przykryłoby każdą skałę płaszczową, która mogła wypłynąć w wyniku uderzenia. To wyjaśnia, dlaczego skały w dorzeczu Orientale mają bardzo podobny skład chemiczny jak inne skały powierzchniowe na Księżycu.
Zespół GRAIL wykorzystał dane statku kosmicznego do modelowania, w jaki sposób pierścienie uformowały się wokół pierwotnego miejsca uderzenia, i będzie nadal analizował dane, aby zrozumieć szczegóły zderzenia i jego następstwa. Sondy GRAIL były zasadniczo grawitometrami, które mierzyły niewielkie zmiany pola grawitacyjnego Księżyca, gdy przelatywały podczas swoich orbit. Im bardziej masywny jest region, tym większy jest jego przyciąganie grawitacyjne.
Były to pierwsze dogłębne badania pola grawitacyjnego Księżyca. Sondy GRAIL zostały uruchomione w 2011 r. I zakończyły swoją misję w 2012 r. Dokonane przez nich obserwacje pomagają naukowcom planetarnym zrozumieć powstawanie basenów uderzeniowych i ich licznych pierścieni w innym miejscu na Księżycu i na innych światach w Układzie Słonecznym. Uderzenia odegrały ważną rolę w historii Układu Słonecznego, wpływając na wszystkie planety,w tym Ziemia.