По мере падения метеоритов на поверхность «видимого» полушария Луны (как известно, спутник всегда повернут к Земле одной и той же стороной), образовывались большие плоские низины, залитые базальтовой лавой. При проведении астрономических наблюдений эти поверхностные образования представлены темными областям, получившими название «моря» (по-латыни maria). Своё название эти темные, почти плоские участки получили благодаря Галилео Галилею, который увидел в них сходство с морями на Земле. Лунные моря — это огромные равнины, покрытые лавой, вытекшей в далёком прошлом из недр Луны. Самое интересное, что на обратной стороне Луны — части лунной поверхности, которая не видна с Земли — практически нет морей. Астрофизики из Университета штата Пенсильвания (Pennsylvania State University) полагают, что им удалось разгадать эту загадку.
По словам доцента астрофизики Jason Wright, когда он был ещё ребёнком, рассматривая глобус Луны, он всегда удивлялся тому, почему видимая (лицевая) часть спутника настолько отличается от обратной. На обратной стороны Луны преобладает материковый рельеф и находится всего два моря, отмечает астрофизик. Как оказывается эта загадка восходит ещё к 50-м годам ХХ столетия.
Эта тайна получила название «Lunar Farside Highlands Problem». Загадка отсутствия «морей» и обилие гор на обратной стороне Луны относится к 1959 году, когда советская автоматическая межпланетная станция «Луна 3» впервые передала снимки «темной» стороны Луны на Землю. С тех пор обратную сторону спутника начали зазывать «темной», так как солнечные лучи никогда не достигают её поверхности. Исследователи заметили, что на этом полушарии явно меньше морей и большей кратеров, чем на видимой стороне Луны.
Профессор астрофизики Steinn Sigurdsson и аспирант астрономии и астрофизики Arpita Roy, который является ведущим автором исследования, пришли к выводу, что отсутствие морей на темной стороне Луны связано с различиями в толщине коры видимого и обратного полушарий спутника. Исследователи приводят аргументы в пользу этого выводы в статье, опубликованной 9 июня 2014 года в журнале «Astrophysical Journal Letters».
Согласно общепринятому мнению Луна сформировалась в результате столкновения Земли с небесным телом марсианских размеров. Эта гипотеза предполагает, что внешние слои Земли и Тейи (название гипотетического небесного тела, врезавшегося в Землю 4,5 млрд лет тому назад) попали в космическое пространство, где в конечном счете сформировали Луну.
По словам Sigurdsson, после этого столкновения Земля и Луна были достаточно горячими. Земля и Тейя не просто плавились, они частично испарялись, создавая диск из горной породы, магмы и пара вокруг нашей планеты, объясняет Sigurdsson.
Геометрия Луны на момент формирования похожа на геометрию скалистых планет, недавно обнаруженные достаточно близко к своим родительским звездам, отмечает Roy. На тот момент Луна была в 10-20 раз ближе к Земле, чем сейчас. Она довольно быстро синхронизировала свое период вращения, следовательно, Луна практически с самого начала повёрнута к Земле одной стороной.
Луна, ввиду меньших размеров, остыла быстрее чем Земля. Виду того, что период вращения Луны был синхронизирован практически сразу, видимая сторона охлаждалась медленнее, так как на неё воздействовало тепло от раскаленной до 2500 С планеты. Противоположная сторона спутника, следовательно, остывала быстрее. Именно этот температурный фактор сыграл важную роль в образовании коры Луны, которая характеризуется высокими концентрациями таких «трудноиспаряемых» элементов, как алюминий и кальций.
По мере охлаждения горных пород, алюминий и кальций выпадали на поверхность спутника, подобно снегу, отмечает Sigurdsson.
Алюминий и кальций преимущественно конденсировались в атмосфере темной стороны Луны, так как «лицевая» все ещё была достаточно горячей. Тысячи-миллионы лет спустя, эти элементы объединились с силикатами в мантии спутника, сформировав полевые штаммы плагиоклаза, которые в конечном итоге сформировали кору спутника. Ввиду того, что обратная сторона Луны содержала больше таких минералов, кора этого полушария толще.
Луна в настоящее время полностью остыла. На протяжении долгой истории Луна пережила огромное множество метеоритных «бомбардировок», в результате которых на поверхность высвобождались обширные потоки базальтовой лавы, которые и сформировали моря. Когда метеорные тела ударяли в обратную сторону Луны, такие потоки не формировались, так как кора толще, следовательно, «пробить» её намного сложнее. Именно поэтому на темной стороне Луны огромное множество долин, кратеров и горных хребтов и почти нет морей. Астрономам на сегодняшний день известно лишь о двух морях на обратной стороне Луны: Море Москвы и Море Мечты.
