Образцы пород с «Чанъэ-5» рассказали о прошлом Луны
Китайские ученые предложили пересмотреть эволюцию Луны благодаря новым данным, полученным в ходе анализа образцов, собранных с ее поверхности аппаратом «Чанъэ-5». В частности, они выяснили возможное происхождение уникального материала – сейфертита, частицы которого были обнаружены в грунте естественного спутника Земли.
Ученые считают, что столкновение астероида или кометы с поверхностью Луны около 280 миллионов лет назад создало давление в 40 гигапаскалей в течение доли секунды. Произошедшее не только оставило после себя один из самых крупных кратеров на поверхности Луны, но и «спрессовало» реголит в особую форму диоксида кремния, известную как сейфертит. Исследователи из Института геохимии Академии наук Китая в Гуйяне выяснили, что процесс мог быть более сложным, чем предполагалось ранее.
«Уникальный минерал, вероятно, образовался в кратере Аристарх, а затем выброшен на север к месту сбора проб аппаратом “Чанъэ-5”. Наше исследование показывает, что природа часто устроена более сложным образом, чем то, как мы моделируем ее в лаборатории», – пояснила руководитель исследовательской группы Ду Вэй.
Сейфертит, который образуется при высоком давлении и температуре, – одна из самых плотных и твердых форм кремнезема (или диоксида кремния). Материал имеет тот же химический состав, что и кварц, и ранее был обнаружен в марсианских и лунных метеоритах. По словам исследователей, его можно синтезировать, поместив кварц под давление в 100 гигапаскалей – такое же, как на глубине 3400 км в ядре Земли.
Ученым трудно объяснить существование сейфертита, поскольку, даже если он образовался во время удара, столкновение привело бы к повышению температуры. В таком случае минерал потерял бы свою форму. Дальнейший анализ привел исследователей к гипотезе, что процесс образования материала на Луне отличается от того, как он производится в лабораторных условиях. В своей новой статье ученые сосредоточились на изучении процесса образования сейфертита.
Результаты исследования говорят о том, что материал, вероятно, возник не из своей стабильной, наиболее распространенной формы. Процесс был более сложным, и в нем были задействованы некоторые промежуточные структуры, такие как альфа-кристобалит – низкотемпературная модификация кермнезема. «Когда произошел удар, потребовалось всего лишь минимальное давление в 11 гигапаскалей, чтобы превратить более распространенный альфа-кристобалит в сейфертит. Затем температура продолжала повышаться, и часть сейфертита превратилась в стишовит», – пояснила Ду Вэй. По ее словам, на месте посадки «Чанъэ-5» преобладали вулканические породы – базальты, поэтому редкие кремнеземные материалы, вероятно, не могли образоваться на этом месте – они попали туда из близлежащих районов.
Далее ученые надеются сосредоточиться на изучении базальтов, чтобы ответить на одну из самых больших загадок – почему Луна все еще была активна два миллиарда лет назад, в то время, когда многие считали, что она стала холодной и «мертвой». По словам Ду Вэй, в то время как ударные кратеры сформировали тот внешний вид естественного спутника Земли, который мы знаем сегодня, ее эволюция в значительной степени была обусловлена внутренними геологическими процессами, такими как извержения вулканов. Кроме того, исследователи считают, что ключи к разгадке могут быть скрыты в другом уникальном минерале, обнаруженном в образцах «Чанъэ-5» – в чангезите-(Y), который богат фосфором, иттрием и другими редкими элементами.
Ду Вэй и ее команда также ожидает запуск китайского аппарата «Чанъэ-6», запланированный в мае. Ожидается, что он доставит на Землю первые образцы с обратной стороны Луны. «"Чанъэ–6" может помочь понять одну из самых больших загадок Луны: почему ее обратная сторона так отличается от ближней? Нам не терпится узнать ответ», – сказала она.
20 марта Китай запустил космический аппарат «Цюэцяо-2», предназначенный для обеспечения связи между обратной стороной Луны и Землей. Он будет служить ретранслятором в рамках четвертого этапа китайской лунной программы, предоставляя услуги связи зондам «Чанъэ-4», «Чанъэ-6», «Чанъэ-7» и «Чанъэ-8», часть из которых будут работать на невидимой с Земли стороне нашего естественного спутника, а значит, не сможет напрямую связываться с пунктами управления и приема информации. Аппарат 25 марта успешно вышел на окололунную орбиту.
