Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В этом году наши исследования были сосредоточены в трех регионах Луны: область вокруг места посадки станции Луна-16, в южной полярной области и в области падения третьей ступени ракеты Сатурн-V экспедиции Аполлон-15. В районе Луны-16 были получены следующие результаты. 1) Была составлена региональная геологическая карта (1: 5 000 000) области посадки Л-16. 2) Определен абсолютный модельный возраст поверхности Моря Изобилия (3.53+0.01/-0.02 млрд. лет), кратера Лангрен (3.56+0.02/-0.03 млрд. лет) и вмещающего бассейна (3.91±0.02 млрд. лет). 3) Установлено, что эти оценки, сделанные на изображениях низкого (100 м/пкс) разрешения, совпадают с радиометрическими датировками, сделанными в земных лабораториях. 4) Установлено, что оценки абсолютного модельного возраста, сделанные на изображениях высокого (1-1.5 м/пкс) разрешения, находятся в районе 0.6-0.8 млрд. лет, что на полтора порядка величины меньше оценки, полученной по снимкам низкого разрешения и изотопными методами. 5) Установлено, что оценка темпа переработки субгоризонтальной морской поверхности за счет метеоритной бомбардировки составляет примерно 7.6 мм/млн. лет или примерно 0.008 мкм в год. 6) Плотность малых ударных кратеров позволила оценить скорость склоновых процессов в районе посадки Л-16 величиной 1.5-2 мм/млн. лет, что примерно в 3-5 раз медленнее переработки субгоризонтальной поверхности метеоритной бомбардировкой. 7) Было установлено, что для одновозрастных вторичных кратеров (из родительского кратера Лангрен) наклон внутренней стенки (s) связан с глубиной (и, соответственно, диаметром) кратера степенным законом вида: s = 0.68 * d0.51, где d - глубина кратера. Степень деградации склонов кратеров на Луне, вероятно, зависит от размера кратера, что является одним из важных, до сих пор неизвестным, аспектом процессов лунной эрозии. При исследованиях в южной полярной области Луны были получены следующие результаты. 1) Были оценены минимальные, средние и максимальные толщины реголита и степени его ударной переработки в зависимости от глубины на днищах полярных кратеров Шумейкер, Свердруп и Шеклтон и в местах посадки Луна-16, -17 и -24. Средние толщины реголита для этих участков составили 3,2, 4, 14 и 40 м соответственно. Для этих участков количество переработок составило 1,6, 2, 7 и 20 для глубины 2 м; 3, 4, 14 и 40 раз для глубины 1 м; 6, 8, 28 и 80 раз для глубины 0,5 м; 16, 20, 70 и 200 раз для глубины 0,2 м; и 64, 80, 280 и 800 раз для глубины 0,05 м. 2) Было установлено, что явной зависимости между шероховатостью поверхности и содержаниями водорода в реголите южной полярной области нет. Вероятно, небольшие содержания льда воды в полярном реголите на процессы образования и эволюции малых кратеров не влияют или почти не влияют. 3) Была построена карта мощности выбросов из кратеров в области от70 ̊ю.ш. до южного полюса, базирующаяся на недавно составленной геологической карте южной полярной области. Составленная карта дает представление о источнике материала и его объёме в предполагаемых местах посадки космических аппаратов. 4) Были оценены возможные источники вещества, накопившегося в разных местах в эллипсах посадки Российской экспедиции Луна-25. Было установлено, что во всех случаях на поверхности можно обнаружить материал, предшествующий ударному бассейну Южный полюс - Эйткен и представляющий древнейшее лунное вещество. В месте падения третьей ступени ракеты Сатурн-V был составлен каталог вторичных кратеров из родительского кратер Коперник. Каталог кратеров размещен на сайте Лаборатории сравнительной планетологии ГЕОХИ (http://www.planetology.ru/). Внутренние склоны вторичных кратеров Коперника, как и в случае кратера Лангрен, связаны степенным законом с глубиной кратеров, который имеет вид: s = 3.10 * d0.40 (2), где d - глубина кратера. Данная функция аналогична той, что определяет зависимость уклона стенок от глубины для вторичных кратеров Лангрен. Важно отметить близость степенных показателей в том и другом случае и значительные различия в коэффициенте, 0.68 в случае кратера Лангрен против 3.10 в случае кратера Коперник. Вероятно, такая разница в значениях коэффициента отражает разницу в возрасте между родительскими кратерами. Таким образом, мы получили возможность количественно оценивать темп выполаживания стенок ударных кратеров за время, прошедшее между ударными событиями Лангрен (3.56 млрд. лет) и Коперник (0.8 млрд. лет)

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Работы по проекту в этом году были связаны с исследованиями в регионе Моря Изобилия, в южной полярной области Луны и в местах работы экспедиций Аполлон-12 и -15. В районе Моря Изобилия были получены следующие результаты. 1) Было завершено создание детальной геологической карты (масштаб 1:100 000) области (4 х 4о, 120 x 120 км), окружающей место посадки Луны-16. 2) Был определен абсолютный модельный возраст главной фазы вулканизма в Море Изобилия, 3.45±0.01 млрд. лет. 3) Был определен абсолютный модельный возраст ударного кратера Langrenus, 3.41±0.04 млрд. лет. 4) Были определены плотности кратеров, наложенных на вал и стенки тринадцати первичных кратеров в регионе Моря Изобилия. 5) Был оценен возраст кратеров-хозяев, на валу и стенках которых измерялась плотность наложенных кратеров. Возраст меняется в широком диапазоне от 0.31 до 3.45 млрд. лет. 6) Было количественно охарактеризовано изменение наклона стенок кратера в зависимости от его возраста, оно составляет 0.002о/млн. лет. 7) Было установлено как характеризуется разница плотностей кратеров, наложенных на вал и стенки кратера-хозяина (Dnr/Dnw) в зависимости от его возраста. Это изменение описывается степенной функцией вида: Dnr/Dnw = 7.7 * А-0.71, где А - абсолютный модельный возраст кратера-хозяина. 8) Был оценен темп склоновых процессов для кратеров на морской территории. Он описывается степенной функцией вида: r = 26.2 * А-1.85, где А - абсолютный модельный возраст кратера-хозяина. 9) По модельному содержанию FeO в лучах кратера Langrenus была получена зависимость убывания оксида железа по мене удаления от кратера. Убывание описывается линейной функцией вида: FeO = D*2.36E-005+ 9.62, где D - расстояние от центра кратера в километрах. 10) Полученная зависимость изменения содержания оксида железа в лучах кратера Langrenus позволяет предложить формулу для расчета степени смешения местного (L) и привнесенного (F) вещества: L/F = 0.2*exp(0.013D), где D - расстояние от центра кратера в километрах. В южной полярной области Луны были получены следующие результаты. 1) Оценена топографическая конфигурация крупнейшего лунного ударного бассейна Южный полюс - Эйткен и установлено, что его южная часть характеризуется постепенным переходом от провинции днища бассейна к провинции его вала. Такая конфигурация бассейна приводит к более равномерному пространственному распределению материала, связанного с деятельностью склоновых процессов в южной части бассейна. 2) Были составлены карты изменения мощности выбросов большинства кратеров нектарианского - коперниковского возраста как для южной полярной области Луны. 3) Были построены геологические разрезы через предполагаемые эллипсы посадки экспедиции Луна-25. Это дает понимание источников вещества, которое может быть опробовано в местах посадки. 4) Было установлено, что морфология поверхности в областях вечной тени и на участки в районе работы Лунохода-2 и места посадки Аполлона-16 с обычным солнечным освещением одинакова, следовательно, постоянное затенение и присутствие льдов воды и других летучих в количествах до первых процентов не оказывает существенного влияния на геологические процессы на поверхности. 5) Было установлено, что содержания гематита в реголите полярных областей коррелирует с модельными содержаниями воды в реголите. Изучение топографии малых ударных кратеров 1) Было установлено, что результаты автоматического метода определения морфологии малых ударных кратеров сильно коррелирует с результатами традиционного ручного способа построения топографических профилей. Это позволяет применить компьютерный метод измерения для большого количества кратеров и получения надежных топографических данных, что критично важно для реализации нашего проекта.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В 2023 году в ходе выполнения проекта № 21-17-00035: Оценка темпов экзогенного обновления поверхности Луны нами были выполнены работы в регионах Морей Ясности, Кризисов и Изобилия и в материковой местности Гор Апеннины, а также в южной полярной области Луны. Нами были получены следующие основные результаты. (1) Было закончено составление геологической карты южной полярной области Луны в масштабе 1: 300 000. Фотоосновой для картирования послужили мозаики снимков камеры WAC (wide Angle Camera) с пространственным разрешением 100 м/пкс, а также цифровые модели рельефа, созданные на основе данных лазерного альтиметра LOLA (Lunar Orbiter Laser Altimeter) с пространственным разрешением 20-80 м/пкс. В процессе составления карты нами были выявлены следующие основные группы морфоструктурных комплексов (подразделений): (1) высокостоящие массивы бассейна ЮПЭ; (2) подразделения, характеризующие ударные кратеры и бассейны, включая внутренние стенки, валы и покровы выбросов; (3) равнинные подразделения как ударного (ударный расплав и тонкозернистые фракции выбросов, формация Cayley), так и вулканического происхождения (лавовые поля и пирокластические отложения); (4) подразделения, относящиеся к процессу деградации кратеров (например, оползни). Относительные возраста этих подразделений были установлены традиционным методом суперпозиции. На финальном этапе создания карты были определены абсолютные модельные возраста для примерно двухсот отдельных подразделений (главным образом, кратеров), которые представляют реперные точки для реконструкции региональной стратиграфической модели южной полярной области Луны. (2) Была определена модельная мощность кратерных выбросов в районе Южного полюса Луны с использованием методики, отработанной нами ранее при изучении эллипсов посадки экспедиции Луна-25. На основании проведенных нами исследований было установлено, что основной ударной структурой, ответственной за перераспределение выбросов бассейна ЮПЭ, является бассейн Амундсен-Гансвинд. На всех сконструированных нами геологических разрезах модельная мощность выбросов бассейна колеблется от ~400-500 до 1500-2000 м. Выбросы более молодых (преимущественно - до-нектарианских) кратеров, перекрывающих отложения бассейна, сравнительно маломощны, средняя модельная мощность варьируется от нуля до ~650 м. Сравнительно небольшие кратеры (диаметром в несколько километров), образовавшиеся на поверхности выбросов до-нектарианских кратеров, могут выносить на поверхность материал выбросов бассейна Амундсен-Гансвинд. Для будущих экспедиций такие кратеры могут представлять собой цели с высоким научным приоритетом. (3) Была изучена морфология кратера с трещиноватым днищем в южной полярной области Луны, для которого характерна холмисто-грядовая поверхность днища. На холмисто-грядовых участках днища поверхность реголита имеет морщинистую текстуру, а на субгоризонтальных - гладкую, что свидетельствует об оползании реголитового слоя по склонам и является одним из результатов эрозионной деятельности на Луне. Приблизительная верхняя оценка возраста деформации днища кратера составляет 0.2-1 млрд лет. Наличие морщинистых склонов на днище кратера несомненно указывает на постоянно действующие склоновые процессы. Они, однако, были не в состоянии скрыть структурные элементы днища на протяжении сотен миллионов лет, что свидетельствует о чрезвычайно малой скорости склоновых процессов на Луне. (4) Были получены количественные оценки темпа склоновых процессов и морфологической изменчивости километровых ударных кратеров на Луне с возрастом от 0.31 до 3.83 млрд. лет. Значения уклонов стенок кратеров изменяются в пределах от 24 до 33 градусов и в зависимости от возраста описываются функцией вида: S = -1.86*A + 32.48, где S - угол наклона внутренней стенки, А - абсолютный модельный возраст кратера; коэффициент корреляции между этими параметрами равен -0.75. Эта зависимость позволяет оценить темп выполаживания стенок кратеров с течением времени, он равен 1.85 град/млрд. лет. Тип мишени не оказывает существенного влияния на изменения крутизны внутренних склонов кратера. Важным следствием морфологической стабильности километровых кратеров является надежность оценок абсолютного модельного возраста, сделанных по измерениям их частотно-размерного распределения. Для всех изученных кратеров нами были определены плотности наложенных кратеров на внутренних склонах (Dw) и в зоне сплошных выбросов (Dr). Величина отношения Dr/Dw показывает эффективность стирания малых наложенных кратеров на наклонных поверхностях стенок по сравнению с субгоризонтальными поверхностями зоны выбросов. Величина отношения явно зависит от возраста первичного кратера и связана с ним степенной зависимостью вида Dr/Dw = 8.46*A-0.68, где А - возраст первичного кратер; коэффициент определения R2 = 0.64. Тип мишени не оказывает влияния на величину отношения. Для оценки темпа склоновых процессов мы определили текущий возраст экспозиции стенок по величине Dw и установили разницу между этим возрастом и возрастом кратера, оцененного по величине Dr. Полученная разница возрастов определяет промежуток времени, в течение которого склоновые процессы действовали в том или ином кратере. Затем мы оценили толщину слоя, удаленного со стенок кратера за время его существования. Для этого мы использовали величину 0.1*Dm (Dm медианный диаметр кратеров на стенках). Темп склоновых процессов определялся по формуле E = (0.1*Dm)/(Ar-Aw), где Ar и Aw - абсолютный модельный возраст в зоне сплошных выбросов и на стенках, соответственно. Тип мишени не оказывает существенного влияния на темп склоновых процессов. Полученные результаты показывают, что темп склоновой эрозии на Луне не может быть охарактеризован каким-нибудь одним "средним" значением. По мере старения кратера темп склоновых процессов убывает и в нашем случае асимптотически приближается к величине примерно 0.8 мм/млн. лет, начиная с возраста примерно 2.5 млрд. лет. Ярко выраженное замедление темпа склоновых процессов происходит при практически постоянной величине наклона стенок кратеров. Это говорит о том, что слабая сила тяжести на Луне не является доминирующим фактором для склоновых процессов на ее поверхности. Более важную роль, вероятно, играет изменение структуры реголита (например, увеличение количества агглютинатовых частиц, увеличивающих связность грунта) и мощности реголитового слоя.