Селеноло́гия (от греч. σελήνη – Луна и ...логия), раздел планетологии, основной задачей которого является изучение состава, строения и эволюции Луны. В селенологии применяются преимущественно дистанционные методы исследования (с Земли или космических аппаратов). Так, состав поверхностных пород Луны определяют в результате астрофизических и геохимических исследований. Приборы, установленные на искусственных спутниках Луны, позволяют выявить ареалы распространения различных пород по их радиоактивному излучению. Лабораторные исследования образцов, доставленных на Землю космическими аппаратами, дали возможность уточнить химико-минералогический состав пород в различных ареалах.

Основы селенологии были заложены в 1940-х гг. в результате анализа телескопических снимков видимого полушария Луны. В 1945 г. Дж. Э. Спёрр опубликовал работу, в которой рассматривал применение методов геологии в селенологии (Spurr. 1945–1949). В 1949 г. российский учёный А. В. Хабаков сформулировал основные этапы эволюции лунного рельефа: современная эпоха, коперниканский, океанский, птолемеевский, алтайский, гиппархский и древнейший периоды (Хабаков. 1949). Названия отдельных этапов были даны в соответствии с названиями кратеров, морей и горных возвышенностей, сформировавшихся в это время. Хабаков предполагал, что эти формы рельефа имеют вулканическое происхождение. В 1959 г. с запуском первых автоматических межпланетных станций серии «Луна» (СССР) началось изучение Луны с использованием ракетно-космической техники. Полученные данные позволили предположить, что основным рельефообразующим фактором для лишённой атмосферы Луны является бомбардировка поверхности метеоритами, астероидами и кометами.

После того как в 1969–1976 гг. пилотируемые космические аппараты серии «Аполлон» (США) и автоматические станции серии «Луна» (СССР) доставили на Землю образцы лунных пород, удалось достаточно точно определить возраст различных пород и, соответственно, временны́е рамки различных этапов эволюции лунной поверхности. Стратиграфические исследования, подтверждённые определением абсолютного возраста образцов лабораторными радиоактивными методами, показали, что материки Луны представляют собой древнюю кору лунного шара. Возраст отдельных фрагментов материковых пород (анортозитов) достигает 4,5–4,6 млрд лет, средний возраст базальтов лунных морей – 2–3 млрд лет. Важнейшим результатом, полученным в 1970-х гг. путём обобщения известных данных о строении и химико-минералогическом составе лунных пород, стал вывод о том, что Луна в процессе своей эволюции, подобно Земле, прошла этап гравитационной дифференциации в недрах.

Рис. 1. Реконструкция последовательности отложения базальтовых пород на видимой стороне Луны в период между 3,9 млрд и 1 млрд лет назад. Красным цветом отмечены ареалы, соответствующие самым последним излияниям базальтовых лав в каждом временном периоде. Иллюстрация из статьи: Needham D. H., Kring D. A. Lunar volcanism produced a transient atmosphere around the ancient Moon // Earth and Planetary Science Letters. 2017. Vol. 478. P. 175–178. Перевод: БРЭ.Рис. 1. Реконструкция последовательности отложения базальтовых пород на видимой стороне Луны в период между 3,9 млрд и 1 млрд лет назад. Красным цветом отмечены ареалы, соответствующие самым последним излияниям базальтовых лав в каждом временном периоде. Иллюстрация из статьи: Needham D. H., Kring D. A. Lunar volcanism produced a transient atmosphere around the ancient Moon // Earth and Planetary Science Letters. 2017. Vol. 478. P. 175–178. Перевод: БРЭ.На современном этапе развития селенологии предполагается, что Луна состоит из анортозитовой коры мощностью 60–100 км, мантии (иногда выделяют верхнюю и нижнюю мантию) и небольшого ядра. Глубинное строение Луны исследуется с помощью активных и пассивных сейсмических экспериментов, а также с применением методов электромагнитного зондирования.

В число основных достижений современной селенологии входит детальная реконструкция процессов глобальной вулканической активности, сформировавшей лунные моря (рис. 1). По разным оценкам, период наиболее интенсивных вулканических процессов имел место 3,8–3,2 млрд лет назад. Общая площадь лунных морей занимает около 17 % поверхности Луны. Итогом многолетних селенологических исследований стала выпущенная в апреле 2020 г. Геологической службой США (USGS) совместно с NASA и Лунно-планетным институтом (Lunar and Planetary Institute, Rice University, Houston) Глобальная геологическая карта Луны (Unified Geologic Map of the Moon) в масштабе 1 : 5 000 000 (в 1 см 50 км). На карте (рис. 2) разными цветами выделены 5 лунных геологических периодов: донектарский, нектарский, имбрийский, эратосфенский и коперниковский. Все периоды делятся на несколько единиц согласно составу пород и особенностям рельефа. Общее число отображённых на карте стратиграфических единиц, разбитых по периодам, равно 43.

Рис. 2. Глобальная геологическая карта Луны (Unified Geologic Map of the Moon), 2020 г. Разными цветами выделены стратиграфические единицы, разбитые по пяти геологическим периодам: донектарский (оттенки тёмно-коричневого), нектарский (оттенки светло-коричневого), имбрийский (оттенки синего, фиолетового, розового и оранжевый цвет), эратосфенский (зелёный и красный цвета) и коперниковский (жёлтый цвет).Рис. 2. Глобальная геологическая карта Луны (Unified Geologic Map of the Moon), 2020 г. Разными цветами выделены стратиграфические единицы, разбитые по пяти геологическим периодам: донектарский (оттенки тёмно-коричневого), нектарский (оттенки светло-коричневого), имбрийский (оттенки синего, фиолетового, розового и оранжевый цвет), эратосфенский (зелёный и красный цвета) и коперниковский (жёлтый цвет).Принципиально важным аномальным явлением на Луне являются отложения водяного льда в полярных областях, сохранившиеся в постоянно затенённых кратерах. Установлено, что вода, сосредоточенная в этих кратерах, имеет разное время происхождения: от 3 и более миллиардов лет назад до нескольких сотен миллионов лет назад. Такой большой разброс в возрасте отложений льдов говорит в пользу кометного происхождения воды на Луне. Одновременно высказана достаточно аргументированная гипотеза о том, что вода на лунной поверхности образовалась вследствие внутренних процессов в период 2–3 млрд лет назад, когда Луна была геологически активной. Вероятно, вода на Луне имеет как «местное», так и «космическое» происхождение. В настоящее время водяной лёд обнаружен более чем в 40 приполярных кратерах различного размера (рис. 3). Общая масса воды, предположительно, составляет не менее 600 млн т, но, как полагают, ледяных отложений на Луне значительно больше.

Рис. 3. Распределение отложений водяного льда в южной околополярной области (слева) и в северной околополярной области Луны (справа). Данные прибора Moon Mineralogy Mapper (NASA), работавшего на борту искусственного спутника Луны Chandrayaan 1 (Индия) в 2008–2009 гг. Участки с отложениями водяного льда выделены цветом. По оценкам NASA, в южной полярной области отложения льда занимают около 22 % поверхности, расположенной вокруг полярного кратера Шеклтон.Рис. 3. Распределение отложений водяного льда в южной околополярной области (слева) и в северной околополярной области Луны (справа). Данные прибора Moon Mineralogy Mapper (NASA), работавшего на борту искусственного спутника Луны Chandrayaan 1 (Индия) в 2008–2009 гг. Участки с отложениями водяного льда выделены цветом. По оценкам NASA, в южной полярной области отложения льда занимают около 22 % поверхности, расположенной вокруг полярного кратера Шеклтон.Результаты селенологических исследований приводят к представлению о Луне как о космическом теле, претерпевшем сложную эволюцию и испытавшем полную или почти полную дифференциацию вещества на ранней стадии своего развития, что, возможно, в той или иной мере характерно для всех планет земной группы. Прогресс в области селенологических исследований вызывает особый интерес, т. к. Луна представляет собой своеобразный полигон, имитирующий условия, наблюдающиеся на безатмосферных телах Солнечной системы или телах, имеющих разреженную атмосферу.