«Экзотический» титан, привезенный последней экспедицией людей на Луну, опроверг историю ее формирования
Лунный камень, доставленный на Землю во время миссий «Аполлон», помог переписать представления о химии естественного спутника: в нем впервые обнаружили «необычный» титан в редком состоянии. Этот сигнал буквально позволяет измерить, насколько обедненной кислородом была древняя Луна и как именно формировались ее недра.
Лунные базальты — застывшие лавы древних извержений — хранят историю внутреннего строения естественного спутника Земли. Особенно ценны так называемые высокотитановые базальты, где значительная часть титана заключена в ильмените (FeTiO₃). Именно по его составу ученые восстанавливают температуру и окислительно-восстановительные условия (FO₂), при которых кристаллизовалась лава. Считается, что Луна сформировалась в более восстановительной среде, чем Земля, однако прямых доказательств некоторых химических особенностей, к примеру существования трехвалентного титана (Ti³⁺), до сих пор не хватало.
Теперь, проанализировав крошечный фрагмент породы возрастом около 3,8 миллиарда лет (образец 75035, доставленный «Аполлоном-17») с помощью методов электронной микроскопии и спектроскопии, исследователи «увидели» атомную структуру и определили валентность атомов некоторых элементов. Оказалось, ильменит в породе содержит избыток титана, причем примерно 13 процентов находится именно в форме Ti³⁺, а не привычного Ti⁴⁺.
Именно эта тонкая химическая деталь дает прямое подтверждение: чтобы сохранить электрический баланс в кристалле, часть атомов железа и титана «перестраивается», из-за чего структура минерала отклоняется от классической формулы. По сути, лунная магма, из которой образовался минерал, была куда более «восстановительной», чем предполагали модели.
Выяснить это удалось, связав количество Ti³⁺ с так называемой кислородной фугитивностью — параметром, описывающим доступность кислорода в магме. Сопоставив экспериментальные данные с измерениями, авторы научной работы, опубликованной в журнале Nature Communications, заключили, что порода кристаллизовалась в условиях существенно ниже буфера вюстита (IW) — стандартной шкалы окислительно-восстановительных условий. Это согласуется с другими независимыми оценками для Луны, но дает более точный инструмент измерения.
Результаты также показали, что такой тип титана может встречаться не в одном образце. Анализ базы данных лунных минералов намекает, что Ti³⁺ потенциально присутствует во многих породах, просто раньше измерить его не удавалось. Таким образом, Ti³⁺ имеет магматическое происхождение и не связан с космическим выветриванием. Более того, ильменит может стать своего рода «геохимическим термометром и барометром» — индикатором условий формирования не только на Луне, но и на других небесных телах с низким содержанием кислорода.
По итогу небольшая деталь на уровне атомов превращается в инструмент планетологии: по содержанию Ti³⁺ ученые смогут восстанавливать условия в недрах небесных тел миллиарды лет назад. Значит, старые образцы лунных миссий еще долго будут приносить новые открытия — просто потому, что теперь мы умеем задавать точные вопросы.
Telegram 
Дзен 
VK Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии