Οι κρατήρες με θραύση σεληνιακού δαπέδου παρέχουν στοιχεία για αρχαίες μαγματικές εισβολές
Το λιωμένο πέτρωμα (μάγμα) δημιουργείται στο εσωτερικό των πλανητών και ανεβαίνει προς την επιφάνεια, μερικές φορές ψύχεται και παγώνει πριν φτάσει στην επιφάνεια (σχηματίζοντας εισβολές) και μερικές φορές συνεχίζει και εξωθείται στην επιφάνεια (σχηματίζοντας ροές λάβας). Στη Γη, συμβαίνει μια μεγάλη ποικιλία από εισβολές και εξωθήσεις, και τα ενεργά ηφαίστεια είναι κοινά, όπως αποδεικνύεται από την πρόσφατη δραστηριότητα στο ηφαίστειο Kilauea, στη Χαβάη. Στη Σελήνη, ωστόσο, δεν έχουν ανιχνευθεί ενεργά ηφαίστεια και ο πιο πρόσφατος ηφαιστεισμός πιστεύεται ότι συνέβη πριν από ένα δισεκατομμύριο χρόνια!
Λόγω του μικρού μεγέθους της (το ένα τέταρτο της διαμέτρου της Γης), η Σελήνη ψύχθηκε πολύ πιο γρήγορα από τη Γη, και ακόμη και όταν συνέβη ηφαιστειακός σχηματισμός στο παρελθόν, το μάγμα δημιουργήθηκε πολύ βαθύτερα και ερχόταν στην επιφάνεια πολύ λιγότερο συχνά παρά στη Γη. Όταν έγιναν εκρήξεις από αυτά τα μεγάλα βάθη (εκατοντάδες χιλιόμετρα), ήταν ογκώδεις και έφτασαν στην επιφάνεια με μεγάλη ταχύτητα, προκαλώντας εκρήξεις μεγάλης κλίμακας πλημμύρας. Σε αντίθεση με τη Γη, αυτός ο υψηλός όγκος και η υψηλή ταχύτητα ευνόησαν την εξώθηση λάβας στην επιφάνεια της Σελήνης, αντί της διείσδυσης μάγματος εντός του φλοιού.
Υπήρχαν όμως περιστάσεις υπό τις οποίες έλαβε χώρα εισβολή μάγματος στη Σελήνη; Το 1976, ο Peter Schultz περιέγραψε μια κατηγορία σεληνιακών χαρακτηριστικών που ονομάζονταν «κρατήρες με θραύση δαπέδου» (FFCs). Αυτοί οι ασυνήθιστοι κρατήρες πρόσκρουσης είχαν ραγισμένα και σπασμένα δάπεδα (Εικόνα 1) και τα δάπεδα ήταν ασυνήθιστα ρηχά σε σύγκριση με κρατήρες πρόσκρουσης χωρίς θραύση παρόμοιου μεγέθους. Επιπλέον, λίγοι FFC παρατηρήθηκαν στη σεληνιακή άκρα. Ο Schultz ερμήνευσε αυτούς τους FFC ως το αποτέλεσμα της εισβολής μάγματος κάτω από το δάπεδο του κρατήρα για να σχηματιστεί ένα «περβάζι», ο γεωλογικός όρος για μια επίπεδη μαγματική εισβολή σε πίνακα. Δεκαετίες αργότερα, η Lauren Jozwiak μπόρεσε να χρησιμοποιήσει νέα δεδομένα απεικόνισης, τοπογραφικά και βαρυτικά δεδομένα για να χαρακτηρίσει τον πληθυσμό των σεληνιακών FFC και να δείξει ότι υπήρχαν όντως αδιάσειστες ενδείξεις ότι οι παραμορφωμένοι κρατήρες σχηματίστηκαν από μαγματικές εισβολές κάτω από το δάπεδο του κρατήρα. /P> 
Πώς όμως λειτούργησε αυτή η διαδικασία; Γιατί το μάγμα σταμάτησε και σχημάτισε εισβολές εδώ; Πώς η εισβολή παραμόρφωσε το δάπεδο του κρατήρα; Και γιατί τα FFC είναι τόσο σπάνια στο σεληνιακό άκρο; Ο Lionel Wilson και ο Jim Head έθεσαν αυτές τις ερωτήσεις σε μια δημοσίευση στο περιοδικό Icarus . Οι πρόσφατες εξελίξεις στη γνώση του πάχους και της πυκνότητας του σεληνιακού φλοιού επέτρεψαν σημαντικές αναθεωρήσεις στα μοντέλα της δημιουργίας, της ανάβασης και της έκρηξης του μάγματος. Επιπλέον, νέες γνώσεις σχετικά με την παρουσία και τη συμπεριφορά των ειδών αερίων που έχουν παγιδευτεί στο μάγμα (μαγματικά πτητικά) έχει παράσχει πρόσθετη προοπτική για διαδικασίες αβαθούς εισβολής (όπως στα FFC).
Ο Wilson και ο Head χρησιμοποίησαν αυτά τα νέα δεδομένα για να αξιολογήσουν τις διεργασίες που συμβαίνουν κατά την τοποθέτηση του αναχώματος και του περβάζιου, συμπεριλαμβανομένης της εστίασης στον τρόπο με τον οποίο τα μαγματικά πτητικά (είδη όπως το CO και το H2 Ο) εξελίσσονται, μεταναστεύουν και τελικά εξαερώνονται στην επιφάνεια. Βρήκαν ότι οι FFC προέκυψαν από πολύ συγκεκριμένες συνθήκες:οι γεμάτες με μάγμα ρωγμές που μεταφέρουν το μάγμα στην επιφάνεια πρέπει να το φέρουν κοντά στην επιφάνεια, αλλά αποτυγχάνουν να εκραγούν λόγω της υποδομής των κρατήρων πρόσκρουσης παραπάνω. Κάτω από τον κρατήρα πρόσκρουσης υπάρχει μια βαριά σπασμένη περιοχή που ονομάζεται φακός βράκας και η διαφορά στην ολκιμότητα μεταξύ αυτής της περιοχής και του κανονικού σεληνιακού φλοιού σχηματίζει ένα όριο που σταματά τη διάδοση του αναχώματος και αντ' αυτού αναγκάζει την πλευρική εξάπλωση. Η υψηλή ταχύτητα ανόδου του μάγματος αναγκάζει το άκρο του αναχώματος να υπερβεί αυτό το όριο και η υπερβολική πίεση σε αυτή τη διεπιφάνεια οδηγεί την οριζόντια ροή του μάγματος. Αυτή η συνολική διαδικασία σχηματίζει την εισβολή και ανυψώνει το υπερκείμενο δάπεδο του κρατήρα σαν ένα έμβολο. Το περβάζι σταματά να αναπτύσσεται όταν η εσωτερική πίεση του μάγματος ισούται με την εξωτερική πίεση (η εισβολή απλώς υποστηρίζει το βάρος του υπερκείμενου φλοιού).
Ενώ συμβαίνει αυτή η μηχανική διαδικασία, τα είδη αερίων στο μάγμα εξελίσσονται με παρόμοιο τρόπο. Καθώς το μάγμα στα αναχώματα πλησιάζει τη σεληνιακή επιφάνεια, η πίεση από τον υπερκείμενο φλοιό (πίεση υπερκείμενου) μειώνεται συνεχώς και αυτό ενισχύει το σχηματισμό αερίου CO. Ο σχηματισμός του αερίου CO μειώνει περαιτέρω την πίεση και οδηγεί στην απελευθέρωση H2 O και ενώσεις θείου, επίσης με τη μορφή φυσαλίδων αερίου.
Συλλέγοντας όλες αυτές τις πληροφορίες μαζί, ο Wilson και ο Head παρουσιάζουν μια ακολουθία βήμα προς βήμα για το σχηματισμό των FFCs (Εικόνα 2):1) Το ανάχωμα πολλαπλασιασμού σταματά στο φακό βρακιάς κάτω από έναν κρατήρα. 2) Η υπερβολική πίεση στο ανάχωμα προκαλεί τη διάδοση του μάγματος πλευρικά σχηματίζοντας ένα περβάζι και ανυψώνοντας κατακόρυφα το δάπεδο του κρατήρα. 3) Η ανύψωση του δαπέδου του κρατήρα προκαλεί θραύση της επιφάνειας του δαπέδου του κρατήρα. Σε αυτό το στάδιο, μικρά δευτερεύοντα αναχώματα μπορούν να διαδοθούν από την κορυφή του περβάζι μέχρι το δάπεδο του κρατήρα, με αποτέλεσμα μικρές εκρήξεις.
Αυτή η αρχική φάση της εισβολής, της πλευρικής εξάπλωσης του περβάζι και της ανύψωσης του δαπέδου εμφανίζεται μέσα σε λίγες ώρες μετά την αρχική τοποθέτηση του αναχώματος. Κατά τη διάρκεια της επακόλουθης ψύξης του περβάζι, οι φυσαλίδες αερίου μπορούν να ανέβουν εκατοντάδες μέτρα στην κορυφή της εισβολής για να δημιουργήσουν ένα στρώμα αφρού και να πυκνώσουν ελαφρά την εισβολή. Τέλος, καθώς το μάγμα στην εισβολή ψύχεται, συστέλλεται και ολόκληρη η διείσδυση συρρικνώνεται (υποχωρεί). Κατά τη διάρκεια της ιστορίας του, ένα περβάζι με αρχικό πάχος 2 km θα σχηματιστεί και θα ανυψώσει το δάπεδο σε λίγες ώρες, στη συνέχεια ο σχηματισμός αερίου και η μετανάστευση φυσαλίδων θα συμβεί τις επόμενες δεκαετίες και τελικά, σε έναν αιώνα, η εισβολή στερεοποιείται και υποχωρεί σε τελικό πάχος ~1,7 km.
Αυτή η προβλεπόμενη αλληλουχία γεγονότων συγκρίνεται με την ακολουθία παραμόρφωσης δαπέδου και ηφαιστειότητας σε FFC προκειμένου να δοκιμαστεί και να τελειοποιηθεί αυτό το μοντέλο σε έργο με επικεφαλής τον Jozwiak.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Lunar floor-fractured craters:Modes of dike and sill eplacement and implications of gas production and intrusion cooling on surface morphology and structure, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Icarus . Αυτή και η σχετική εργασία διεξήχθη από τους Lionel Wilson (Πανεπιστήμιο Lancaster), James W. Head (Πανεπιστήμιο Brown) και Lauren Jozwiak (Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins).
