Российские ученые обнаружили следы древних лунных вулканов в образцах «Чанъэ-5»

Сотрудники лаборатории метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН провели детальное исследование уникального образца лунного вещества, доставленного на Землю китайской автоматической станцией «Чанъэ-5» в 2020 году. В рамках изучения реголита из района Океана Бурь ученые обнаружили необычный обломок, который, как показал анализ, является осколком микросферулы магнетита — оксида железа, имеющего лунное происхождение. Результаты этой работы опубликованы в авторитетном журнале «Геохимия» / Geochemistry International.

Образование морских базальтов является одним из ключевых процессов в геологической истории Луны. На нашей планете, где магмы богаты летучими компонентами, такими как газы и вода, извержения базальтов почти всегда сопровождаются фумарольными процессами — выходом горячих вулканических газов из трещин или отверстий на поверхности вулкана или вблизи него. Однако Луна считается телом, крайне обедненным летучими веществами, и до сих пор свидетельств подобной активности на ней было найдено крайне мало.

Тщательный анализ химического состава и формы частицы, состоящей из микрокристаллов оксида железа, позволил предположить, что это разрушенная микросферула магнетита, изначальный размер которой составлял от 80 до 100 микрометров в диаметре. Сама по себе эта находка исключительна, поскольку магнетит, широко распространенный на Земле, является большой редкостью для Луны. Ученые ведут дискуссии о его происхождении, а также об источнике окислителя, необходимого для его формирования на естественном спутнике Земли.

Важным доказательством лунной природы частицы стали типичные для реголита признаки — наличие на ее поверхности микроскопических набрызгов и пленок стекла, а также мельчайших обломков лунных минералов, что подтвердило длительное пребывание на поверхности спутника. Детальное сравнение с возможными метеоритными источниками окончательно подтвердило, что частица имеет лунное происхождение.

Форма и строение поверхности микрокристаллов однозначно указывают на то, что микросферула свободно росла из газовой или флюидной фазы. Это означает, что окислителем, позволившим сформироваться магнетиту, мог быть вулканический газ или флюид, скопившийся на поздних стадиях извержения базальтовой магмы или же выделявшийся в результате поствулканической фумарольной активности уже после излияния лавы.

Если фумаролы действительно существовали в районе работы «Чанъэ-5», то их продукты со временем были переработаны и рассеяны в реголите под воздействием постоянной метеоритной бомбардировки. Важнейшим следствием этого процесса могло стать наблюдаемое обогащение реголита, собранного «Чанъэ-5», летучими компонентами, а также такими элементами, как никель (Ni), медь (Cu) и кобальт (Co), которые в будущем могут рассматриваться в качестве ценных лунных минеральных ресурсов.

Ранее исследователи из ГЕОХИ РАН определили способы использования лунного грунта для строительства. Они предложили отказаться от доставки стройматериалов с Земли и печатать здания и площадки из реголита с помощью 3D-принтера непосредственно на поверхности естественного спутника.

Фото Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН