Образцы с «Аполлона-16» помогли объяснить разницу в химическом составе реголита
Американские специалисты продолжают анализировать лунные образцы, собранные экипажем «Аполлона-16» более полувека назад, и каждый раз получают все новые данные о загадочном прошлом нашего спутника. Предметом нового исследования стали так называемые реголитовые брекчии, которые образуются при сплавлении лунной пыли с породой, сохраняя геохимический состав реголита таким, каким он был в момент их формирования. Такие «капсулы времени» могут многое поведать о том, как менялась поверхность Луны на протяжении двух миллиардов лет.
Десятый пилотируемый полет по программе «Аполлон» состоялся в апреле 1972 года. Тогда на Луну отправился экипаж «Аполлона-16» в составе Джона Янга, Чарльза Дьюка и Кена Маттингли, которые совершили пятую высадку на естественный спутник Земли. Местом прилунения стало плоскогорье недалеко от кратера Декарт. Астронавты собрали около 96 килограммов образцов, которые затем были доставлены на Землю. С тех пор прошло более 50 лет, но специалисты продолжают изучать ценные пробы, выявляя все новые данные, порой крайне неожиданные, о прошлом Луны.
Привезенные образцы не раз повергались химическому анализу: ученые обнаружили, что в них присутствуют такие газы, как аргон и ксенон, которые, словно «капсулы времени», хранят информацию о формировании лунного ландшафта в течение миллиардов лет. Большая часть образцов, собранных «Аполлонами», уже довольно хорошо изучена — благодаря им стало известно, например, что Луна на самом деле на 40 миллионов лет «старше», чем казалось ранее.
Однако свежее исследование преподнесло еще несколько сюрпризов. В рамках него специалисты из США и Великобритании проанализировали реголитовые брекчии — фрагменты породы, которые образуются при сплавлении лунной пыли с породой в результате удара астероида. Как следствие, эти брекчии как бы «запечатывают» геохимический состав реголита, позволяя ученым реконструировать миллиарды лет истории спутника.
Химический анализ газов, находящихся в составе брекчий, показал, что они длительное время подвергались солнечному ветру — потоку заряженных частиц, исходящих от нашего светила, — и ударам астероидов. Причем период воздействия космических процессов на реголит был разным в зависимости от образцов — так, в частности, у девяти из 11 образцов он варьировался от 2,5 миллиарда лет до менее миллиарда.
По мнению авторов статьи, это говорит о неоднородном происхождении лунного грунта. В каких-то областях он подвергался воздействию солнечного ветра в течение миллиардов лет, а в других — был «вспахан» более поздними ударами астероидов, в результате чего древние слои породы перемешались с более молодыми.
Кроме того, команда обнаружила, что в двух образцах концентрация инертных газов была значительно ниже, а значит, они могли образоваться намного позже и подвергались воздействию солнечного ветра менее миллиона лет. Источником их формирования могло стать столкновение, в результате которого появился кратер Саут-Рэй. Для каталогизации газов и их содержания в образцах реголита исследователи использовали методы масс-спектрометрии.
«Масс-спектрометрия, которая идентифицирует молекулы в образцах и количественно определяет их относительное содержание, может помочь нам определить, сколько времени образцы находились на поверхности Луны или вблизи нее. Это помогает нам получить более четкое представление об истории столкновений с конкретной областью Луны», — объяснил ведущий автор исследования Марк Ноттингем.
По мнению авторов, результаты исследования пригодятся при планировании будущих полетов экипажей на Луну — их можно использовать для определения мест с достаточным количеством инертных газов и других ценных ресурсов, необходимых для создания лунных баз. Кроме того, новые данные помогают лучше понимать условия ранней Солнечной системы, а вместе с ней и нашей собственной планеты. «Однако, в отличие от Земли, история Луны заключена в геологических капсулах времени на ее поверхности, нетронутых тектоникой плит или эрозией, что позволяет нам использовать передовые технологии, такие как масс-спектрометрия, чтобы раскрыть их секреты», — подчеркнули авторы.
В ходе предыдущих исследований команды ученых проанализировали присутствие благородных газов в более крупных фрагментах образцов. В результате пробы были разделены на две группы — «древние», возраст которых составляет от 3,8 до 2,4 миллиарда лет, и «молодые», которые образовались от 2,5 до 1,7 миллиарда лет назад. Ранее стало известно, что США хотят получить еще одну партию образов — на этот раз доставленную на Землю китайцами. Речь идет о пробах, собранных зондом «Чанъэ-6» на обратной стороне Луны.
