Лунная сера удивила ученых своим изотопным составом
Новый анализ вулканических пород с Луны позволил выявить странный химический состав, который бросает вызов нашим представлениям о прошлом спутника Земли. Оказалось, что изотопный состав лунной серы кардинально отличается от земного.
Группа исследователей под руководством Джеймса Доттина из Университета Брауна изучила образцы грунта, доставленные на Землю последней лунной экспедицией NASA «Аполлон-17» в 1972 году. Астронавты добыли реголит в районе Лунного нагорья Тавр-Литтров, погрузив специальный инструмент на глубину около 60 см. Чтобы сохранить первозданное состояние образцов, NASA хранило их в камере, заполненной гелием.
Ключом к открытию стал передовой метод — масс-спектрометрия вторичных ионов, которая позволяла провести сверхточный изотопный анализ, недоступный в 1970-е годы. Доттин целенаправленно искал в образцах вулканические породы, которые, как считается, происходят из лунной мантии. «Я искал серу, которая имела текстуру, позволяющую предположить, что она была извергнута вместе с породой, а не добавлена в результате другого процесса», — пояснил исследователь.
Результаты анализа удивили ученых. Они обнаружили, что соотношение изотопов в лунном грунте сильно отличается от земного: вулканический материал содержит соединения с гораздо меньшим содержанием изотопа серы-33.
Изотопы — это разновидности атомов одного и того же элемента, отличающиеся массой, и их соотношение служит уникальным химическим «паспортом». Если два образца имеют одинаковые изотопные подписи (или изотопные сигнатуры), это говорит об их общем происхождении. Ранее ученые, обнаружив сходство в изотопах кислорода Земли и Луны, предполагали, что и с серой будет аналогичная ситуация.
На сегодняшний день у научного сообщества есть два основных объяснения этой аномалии. Первое связано с ранними этапами эволюции Луны. Обогащение легким изотопом серы-33 может быть результатом химических процессов, которые происходили в разреженной атмосфере молодой Луны под воздействием ультрафиолетового излучения. Если эта гипотеза верна, то сера с поверхности могла каким-то образом попасть в глубокие недра Луны и быть захвачена мантийными породами. «На Земле это происходит благодаря тектонике плит, но на Луне ее нет. Так что идея о каком-то механизме обмена на ранней Луне очень интересна», — подчеркивают ученые.
Второе возможное объяснение уходит корнями еще глубже — к самому моменту рождения Луны. Согласно основной гипотезе, естественный спутник нашей планеты образовался из обломков после столкновения Земли с гипотетической планетой Тейя размером примерно с Марс. Вполне возможно, что изотопная подпись серы у Тейи была совершенно иной, чем у Земли, и эти различия могли сохраниться в лунной мантии.
Пока что невозможно с уверенностью сказать, какая из этих двух версий верна. Однако Доттин надеется, что дальнейшее изучение изотопов серы на Марсе и других космических телах поможет однажды найти разгадку. В конечном счете, по его словам, понимание распределения изотопных сигнатур поможет ученым лучше понять, как сформировалась Солнечная система.
Ранее российские и китайские ученые нашли новые косвенные признаки залежей водяного льда на Луне. Для этого они изучили орбитальные снимки естественного спутника и исследовали рельеф дна пяти кратеров.
Фото NASA
Самое популярное
