Исследование образцов, доставленных с обратной стороны Луны китайской миссией «Чанъэ-6», помогло уточнить происхождение заметных различий между двумя лунными полушариями. Команда под руководством профессора Нанкинского университета Хэцзю Хуэй обнаружила признаки древнего перемещения расплавленного вещества внутри Луны. По данным ScienceDaily, эти процессы происходили миллиарды лет назад.
Учёные сопоставили химический состав анортозитов, пород Mg-suite и лунных базальтов из разных районов. Образцы с обратной стороны сравнили с материалами, полученными в ходе миссий «Аполлон» и «Чанъэ-5» с видимого полушария. Особое внимание исследователи уделили тому, могли ли различия между сторонами распространяться не только на кору, но и на мантию.
Поверхность, обращённая к Земле, покрыта обширными тёмными базальтовыми равнинами и отличается повышенным содержанием калия, редкоземельных элементов и фосфора — так называемых элементов KREEP. Обратная сторона в основном состоит из древних сильно изрытых кратерами возвышенностей, имеет более толстую кору и сравнительно небольшое количество вулканических равнин. Происхождение такой асимметрии учёные связывали с особенностями циркуляции магматического океана, крупным столкновением, приливным нагревом и неравномерным формированием коры.
Данные «Чанъэ-6» показали, что мантия под двумя полушариями могла быть химически близкой. Базальты с обратной стороны имеют признаки происхождения из обеднённого мантийного вещества, сходные с характеристиками низкотитанистых базальтов, доставленных «Аполлоном». Сходные значения магниевого числа Mg# в породах Mg-suite из образцов «Чанъэ-6» и «Аполлона» также указывают на близкий состав мантийных кумулятов — минералов, накопившихся при кристаллизации древнего лунного магматического океана.
Кора при этом демонстрирует более выраженную разницу. Анортозиты с обратной стороны имеют более высокие максимальные значения Mg#, что говорит о большем количестве магниевого материала. В породах Mg-suite из этих образцов также обнаружили крайне низкое содержание редкоземельных элементов и меньшие отношения тория к самарию (Th/Sm), чем в материалах «Аполлона». Это может означать, что магмы обратной стороны формировались почти без участия вещества, богатого KREEP, либо что слой с такими элементами распределился по Луне неравномерно.
Авторы предложили сценарий, связывающий эти особенности с приливным воздействием Земли. Сначала магматический океан остывал относительно равномерно и сформировал первые мантийные кумуляты и анортозитовую кору, но после приливной синхронизации Луна оказалась под более сильным нагревом со стороны Земли, которая тогда находилась ближе. Возникшая разница температур могла запустить горизонтальную циркуляцию расплава: горячее вещество перемещалось с видимой стороны на обратную, перенося магниевые анортозиты и способствуя формированию более толстой коры, тогда как поздние слои KREEP и кумуляты с ильменитом преимущественно накапливались на стороне, обращённой к Земле.