Пористость лунной коры: моделирование и сопоставление с данными миссии GRAIL

Пористость является одним из ключевых параметров, определяющих плотность, теплопроводность и тепловой режим лунной коры. Её распределение отражает историю ударного разрушения, переуплотнения и термической эволюции верхних слоёв Луны. В работе представлена модель распределения пористости по глубине, основанная на зависимости пористости от литостатического давления, плотности минерального зерна и данных о структуре коры, полученных по результатам численных ударных моделирований (Izquierdo et al., 2021; Liu et al., 2022). Основным параметром модели является поверхностная пористость, определяющая степень убывания пористости с глубиной. Её значение задаётся условиями формирования мегареголита и существенно влияет на среднюю плотность и теплофизические свойства коры.
В расчётах используется представление коры как многослойной структуры, включающей реголит, мегареголит, структурно-разрушенную, трещиноватую и монолитную области. Каждый слой имеет характерные диапазоны пористости и размеров фрагментов, определяющие различия в механизмах теплопереноса.
Результаты показывают, что при поверхностной пористости 0.15–0.3 её значение экспоненциально уменьшается с глубиной — от 15–30 % у поверхности до менее 1 % на глубинах 25–30 км. Средневзвешенная пористость коры толщиной 40 км составляет 2.5–7 %, что согласуется с оценками миссии GRAIL.
На основе рассчитанных профилей пористости определён эффективный коэффициент теплопроводности, учитывающий вклад твёрдой фазы и радиационного переноса между обломками (Sakatani et al., 2016). Учёт этих механизмов особенно важен для рыхлых и высокопористых слоёв мегареголита, где излучение повышает эффективную теплопроводность среды и влияет на распределение температуры с глубиной.
Модель может быть использована при построении тепловых моделей Луны.