• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.08.2024, 17:59
Татьяна Пичугина
1,4 тыс

Южный полюс Луны сохранил следы древнего магматического океана

❋ 4.9

Индийские ученые проанализировали данные о составе реголита, полученные во время миссии «Чандраян-3». Выяснилось, что они похожи на образцы, изученные в прошлых миссиях, работавших, однако, в разных широтах. Это, по мнению исследователей, подтвердило одну из гипотез образования Луны.

Столкновение Земли
Столкновение Земли и космического тела / © NASA, JPL-Caltech

В конце августа 2023 года индийская миссия «Чандраян-3» впервые совершила мягкую посадку на Луне. Спускаемый аппарат «Викрам» с луноходом «Прагъян» на борту прилунился между кратерами Манцини и Богуславский, в 350 километрах от края крупнейшего ударного бассейна Южный полюс — Эйткен.

Луноход «Прагъян» начал свое путешествие по поверхности. В его арсенале — рентгеновский спектрометр альфа-частиц (APXS), предназначенный для элементного анализа грунта. С 23 августа по 2 сентября он преодолел 103 метра и сделал 30 замеров лунного реголита в 23 точках.

APXS стрелял по земле пучком альфа-частиц, рентгеновскими лучами и получал спектр порождаемого ими излучения. Сравнивая его с заранее известными данными, аппарат фиксировал состав грунта.

Схематичный разрез лунного магматического океана / © Moriarty, D.P., et al., Nature Communications, 2021

Анализ показал единый состав реголита во всех 23 точках, кроме одной. Прибор зафиксировал основные (SI, Ti, Al, Fe и другие) и второстепенные химические элементы (Na, S, K, Ti, Cr, Mn, Ni). APXS проникал на глубину не более миллиметра, но в пробы неизбежно попадал грунт с глубины нескольких сантиметров, выбрасываемый колесами машины.

Только три предыдущие миссии можно сравнить по точности анализа: американскую «Апполон-16», советскую «Луна-20» и китайскую «Чанъэ-4». Это несколько редких точек на материках. В миссии «Чандраян-3» впервые получены плотные замеры на площади в десятки метров, подчеркнули авторы статьи, опубликованной в журнале Nature.

Реголит в месте посадки обогащен кальцием и алюминием, содержит мало железа и титана. Это указывает на типичные грунты, состоящие из материковых анортозитов. Данные рентгеновских спектрометров орбитальных аппаратов «Чандраян-2» и «Чандраян-1» подтвердили то, что увидел «Прагъян». Более того, съемка местности спектрометром, установленным NASA на борту «Чандраяна-1», в ближней инфракрасной области показала примерно одинаковый состав реголита с пространственным разрешением несколько километров.

Место посадки «Чандраяна-3» и работы лунохода «Прагъян» / © Santosh V. Vadawale et al., Nature, 2024

Между образцами «Апполона-16» и «Луны-20» пробы, полученные APXS, занимают промежуточное положение.

«Места посадки значительно удалены друг от друга: это экватор, средние широты и возвышенности высоких южных широт. Сходный состав реголита в них подтверждает ключевое предсказание гипотезы о лунном магматическом океане, согласно которому химическая эволюция Луны началась с дифференциации в процессе затвердевания океана», — пояснили авторы научной работы.

Согласно наиболее популярной гипотезе, Луна представляет собой кусок Земли, выбитый при столкновении с космическим телом размером с Марс. При ударе несколько верхних километров будущего спутника расплавились, превратив его поверхность в жидкий магматический океан. Это подтверждают горные породы — анортозиты, распространенные на лунных материках. Анортозиты состоят в основном из плагиоклаза, обогащенного оксидом кальция. Он менее плотный, поэтому, выплавляясь из магмы, поднимался кверху и формировал первичную кору, а более тяжелые оливины и пироксены тонули, образуя мантию.

Некоторые модели предполагают, что первичная кора (и материковые возвышенности) состояла из чистых анортозитов. Но, по данным APXS, это ферроанортозиты (FAN, ferroan anorthosite). В образцах также повышена концентрация оксида магния, а оксида кремния — несколько понижена. Оливиновая фракция преобладает над пироксеновой, что нетипично для материковых образцов.

Исследователи допустили, что некоторые особенности состава реголита в месте работы «Прагъяна» обусловлены добавками минералов нижней коры и верхней мантии, попавших туда из выбросов материала вокруг астроблем.

Таким образом, новые данные подкрепили гипотезу лунного магматического океана, согласно которой материки возникли в результате флотации легких анортозитовых пород. Наиболее подходящая модель — двуслойная кора: верхняя — из плагиоклаза, нижняя — обогащенная оливином и пироксенами.

Справедливости ради, авторы исследования привели и альтернативные сценарии. Однако, по их мнению, гораздо важнее, что единообразие состава реголита позволит использовать это место как образец для настройки удаленных наблюдений и поможет планировать будущие миссии.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Журналист с опытом: обучалась в журнале «Химия и жизнь», работала в «Вокруг света», «Известия», «Вечерняя Москва», «ТрВ», «МК в Серпухове» и РИА Новости. За годы работы освещала темы науки, общества и культуры, стараясь излагать факты ясно и без излишних деталей. В работе предпочитает придерживаться сбалансированного и сдержанного стиля изложения.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
26 января, 14:26
Александр Березин

Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.

27 января, 10:59
НИУ ВШЭ

Ученый из НИУ ВШЭ в Нижнем Новгороде и ИППИ РАН Иван Ремизов совершил концептуальный прорыв в теории дифференциальных уравнений. Ему удалось вывести универсальную формулу для решения задач, которые более 190 лет считались нерешаемыми аналитическим путем. Полученный результат радикально меняет картину мира в одной из старейших областей математики, важной для фундаментальной физики и экономики.

27 января, 13:01
Александр Березин

Кэтлин Рубинс выступила перед комитетом Национальных академий США и рассказала, что не так с новыми скафандрами для близкой высадки американцев на Луне. Учитывая ее 300-дневный опыт пребывания в космосе, критика выглядит довольно обоснованной. В прошлом году Рубинс ушла с поста руководителя отделения внекорабельной деятельности отдела астронавтов, где она участвовала в разработке новых лунных скафандров.

26 января, 14:26
Александр Березин

Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.

25 января, 16:53
Evgenia Vavilova

В зоопарках звери доживают до старости и выбывают из программ глобального сохранения видов, потому что не могут размножаться. Это ставит под угрозу усилия по поддержанию популяций редких видов.

25 января, 10:04
Александр Березин

Вопреки множеству оценок из СМИ, самый крупный остров мира небогат полезными ископаемыми, но и никак не «бесполезный кусок льда». Открытия датских ученых последних лет показывают, что ценность этого куска суши намного выше, чем можно было подумать еще в 2010-х. Так зачем на самом деле он нужен Трампу и может ли его отъем разрушить НАТО, как на это надеются некоторые в России?

12 января, 15:39
Александр Березин

От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.

20 января, 13:40
Александр Березин

Хотя зоологи уже не раз наблюдали использование орудий у относительно близких к людям видов, — от приматов до свиней — коровы до сих пор не были за этим замечены. Теперь ситуация изменилась: оказалось, что они могут использовать многоцелевые орудия по-разному, в зависимости от обстоятельств.

2 января, 12:27
Адель Романова

Ученые задались вопросом: почему два расположенных по соседству спутника Юпитера такие разные, ведь на Ио повсеместно извергаются вулканы, а Европа полностью покрыта многокилометровой коркой льда. Есть версия, что Ио когда-то тоже была богата водой, но по итогам недавнего исследования это сочли неправдоподобным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно