Различия между полученным США и Китаем лунным грунтом объяснили поздний вулканизм спутника Земли

Вулканическая активность на естественном спутнике нашей планеты — тема невероятно интересная для ученых. Сейчас на Луне не происходят и не могут происходить извержения, ее недра, фактически, застыли. Но так было не всегда. Что самое важное, по времени прекращения вулканической активности в прошлом можно судить о внутреннем устройстве Луны и процессах ее формирования.

Согласно наиболее твердо обоснованной версии, примерно 2,8-2,9 миллиарда лет назад вулканизм на Луне практически прекратился. Это подтверждается, в числе прочего, данными, которые получили американская программа «Аполлон» и советские зонды серии «Луна». Однако, китайская беспилотная миссия «Чанъэ-5» в 2020 году доставила на Землю образцы лунного грунта, в которых присутствовали вулканические породы возрастом 2,03 миллиарда лет назад.

Такой существенный разрыв в хронологии требовалось как-то объяснить. Говоря простыми словами, логика китайских ученых была примерно следующая. Для извержения необходима расплавленная порода, то есть высокие температуры и давление в недрах. На протяжении почти миллиарда лет Луна не могла поддерживать постоянную температуру в мантии. Гипотеза разогрева распадом радионуклидов пород с высоким содержанием воды существует, но ее опровергают данные все той же миссии «Чанъэ-5». Оставался один вариант — пониженная температура плавления базальтов, собранных китайским аппаратом.

Проверкой этой гипотезы и занялись специалисты из Института геологии и геофизики Китайской академии наук (IGGCAS). Они провели серию экспериментов по плавлению в симулированных условиях лунной мантии, а а также частичной кристаллизации фрагментов базальтовых пород из образцов, которые добыл бур «Чанъэ-5». Затем они сравнили эти данные с аналогичными опытами, проведенными с полученным американскими астронавтами грунтом.

Оказалось, что в той местности, где работали экипажи «Аполлонов» базальты имели, в среднем, на 80 градусов более высокую температуру плавления. А полученные «Чанъэ-5» породы продемонстрировали сравнительную легкоплавкость. Такая разница обусловлена большей концентрацией оксида кальция и диоксида титана в базальтах, которые собрал китайский аппарат. Результаты и подробное описание исследования опубликовано в рецензируемом журнале Science Advances.

Поздний вулканизм, таким образом, объясняется наличием чуть более легкоплавких пород в лунной мантии. Около трех миллиардов лет назад недра спутника остыли до температур, близких к точке кристаллизации магмы. Последовательно все менее тугоплавкие породы застывали и все реже выходили на поверхность. Судя по всему, тот грунт, что собрал «Чанъэ-5» — последнее свидетельство извержений на Луне, позднее даже самая легкоплавкая магма остыла и превратилась в базальт. Эту гипотезу пока нельзя считать стопроцентно доказанной, она требует дополнительных данных. Но на сегодняшний день это наиболее логичное и полное объяснение столь позднего вулканизма на Луне.