Китайские ученые объяснили появление ржавого железа на Луне

В образцах, доставленных с Луны астронавтами миссий Apollo, ранее обнаружили соединения оксида железа (III), гематита — или просто ржавчины. Уже тогда эта находка озадачила специалистов, ведь лунный грунт имеет не окислительные, а восстановительные свойства, кислорода на спутнике практически нет, воды крайне мало, и вся она находится в твердом состоянии.

Последующие исследования лишь усложнили загадку. Съемки, проведенные недавно индийским зондом Chandrayaan-1, показали, что гематита на Луне намного больше, чем можно было представить, особенно в районах полюсов. Тогда появились гипотезы, объясняющие образование ржавчины слабыми «утечками» кислорода из земной атмосферы. Часть этого газа может достигать поверхности спутника, окисляя железо.

Очередные образцы лунного железа (III) попали в руки ученых совсем недавно, благодаря работе китайской миссии Chang’e-5. Аппарат доставил около 1700 граммов реголита, собранного на севере Океана Бурь. Еще пару миллиардов лет назад в этой области сохранялась вулканическая активность, и местная поверхность намного моложе той, где побывали миссии Apollo.

Анализ показал, что этот материал содержит достаточно большие количества гематита. Его накопление за такой короткий срок невозможно объяснить слабым воздействием земного кислорода. Поэтому исследовавшие образцы ученые предложили и обосновали другой путь появления «лунной ржавчины». Статья Хайян Сяня (Haiyang Xian) и его коллег опубликована в журнале Nature Astronomy.

Авторы изучили образец CE5C0400YJFM00408 и выяснили, что частицы гематита в нем связаны с крошечными фрагментами стекла. Такие стеклянные агглютинаты возникают при ударном воздействии метеоритов. Это позволяет предположить, что «лунная ржавчина» образуется в процессе быстрых реакций, протекающих при падении микрометеоритов. Напомним, Луна лишена атмосферы, и подобные тела достигают ее поверхности намного чаще, бомбардируя ее почти непрерывно.

Такие химические реакции называются диспропорционированием. При их протекании один и тот же элемент выступает в качестве как восстановителя, так и окислителя, приводя к появлению двух разных соединений, содержащих этот элемент в разных степенях окисления. По-видимому, именно эти превращения претерпевает железо, содержащееся в лунном реголите, что и приводит к накоплению в нем «ржавчины».