Минералогический состав местности, где сел «Чанъэ-3», был изучен с орбиты гамма-спектрометром КА Lunar Prospector. В основном поверхность оказалась сложена морскими базальтами, доля оксида титана TiO₂ в которых оценивается в 5 ± 1%, а доля оксида железа FeO – в 20 ± 2%. При этом альбедо, цвет и текстура валуна Лунг отличалась от аналогичных характеристик окружающих пород. Скорее всего, он сложен плагиоклазами и другими силикатными минералами – оливинами и пироксенами. Авторы исследования пришли к выводу, что Лунг кристаллизовался на некоторой глубине и был выброшен на поверхность при образовании 450-метрового кратера, возле которого сел «Чанъэ-3».

Луноход «Юйту» был оснащен радарным инструментом (Lunar Penetrating Radar, LPR). Радар снабжен двумя антеннами, работающими на частотах 60 МГц (1-й канал) и 500 МГц (2-й канал). Первый канал обеспечивает просвечивание лунных недр до глубины 400 метров, но его разрешения недостаточно, чтобы изучить структуру верхних 20 метров горных пород – для этого лучше приспособлен второй канал, который «бьет» только на 12 метров вглубь, зато обеспечивает хорошую детализацию.

Базальты Моря Дождей изливались на лунную поверхность более 2.5 млрд. лет назад, в эпоху Эратосфена. Самый верхний и самый свежий слой горных пород в месте посадки «Чанъэ-3» оказался сложен реголитом, образовавшимся из обломков, разбросанных при образовании соседнего 450-метрового кратера (слой a). Толщина этого слоя составляет 1-2 метра и меняется вдоль траектории движения лунохода. Ниже слоя реголита лежит слой обломков толщиной 1-4 метра (ближе к кромке кратера этот слой толще, дальше от кромки – тоньше), в котором много отдельных валунов размерами 0.3-1 м (слой b).  

Еще ниже обломочного слоя расположен слой палеореголита толщиной от 2 до 6 метров, образовавшийся до формирования 450-метрового кратера и засыпанный при его возникновении (слой c). Глубина залегания этого слоя меняется от 4 до 10 метров. Как пишут авторы исследования, такие значительные перепады толщины слоя реголита – обычное дело для Луны. Возможно, они объясняются наложением многочисленных обломочных слоев при образовании ударных кратеров небольших размеров.

Ниже слоя c начинается слой d, характеризующийся четкой слоистостью и состоящий, скорее всего, из морских базальтов Эратосфеновой эпохи, который простирается на глубину около 35 метров. 

Еще ниже слоя d располагается несколько четких слоев, говорящих как минимум о пяти эпизодах излияний лавы (скорее всего, их было больше). Северная часть Моря Дождей была сформирована слоем базальтов толщиной около 1 километра, причем базальтовая лава изливалась не одномоментно, а во время периодических извержений, разделенных периодами относительного затишья. Во время затишья верхний слой застывшей лавы под ударами метеоритов и облучением космическими лучами перерабатывался в слой реголита, отличающийся по плотности и текстуре от изверженных пород. После очередного извержения слой реголита оказывался погребенным на некоторой глубине. Все это привело к четкой слоистости лунных недр, хорошо заметной с помощью радарных измерений. 

Возраст самых глубоких пород, просвеченных радаром «Юйту», оценивается авторами исследования в 3.3 млрд. лет. Исследование говорит о более сложной геологической истории лунных морей, чем считалось ранее.

Источник: www.sciencemag.org/content/347/6227/1226.abstract