«Нефритовый заяц» рассказал о Луне

Китайский луноход «Юйту» впервые за последние 40 лет собрал данные на поверхности Луны. До этого в распоряжении ученых были лишь данные, полученные в 70-е годы американской миссией «Аполлон» и советской «Луна». Анализ данных, полученных в рамках китайского проекта «Чанъэ-3», изменил представления ученых о составе пород Луны.

В 2013 году китайская автоматическая межпланетная станция «Чанъэ-3» совершила посадку в северной части Моря Дождей — третьего по величине лунного моря, хорошо видимого с Земли. Море Дождей было образовано в результате затопления лавой большого ударного кратера примерно 3,85 млрд лет назад.

«Это очень удачное место для приземления», — говорит Брэдли Л. Джоллифф, профессор Вашингтонского университета в Сент-Луисе, принимавший участие в анализе образцов лунного грунта.

Посадочный модуль с первым китайским луноходом «Юйту», что в переводе означает «Нефритовый заяц», приземлился на гладком плато из застывших базальтовых пород недалеко от относительно молодого ударного кратера Цзы Вэй, названного в честь древнекитайского астронома, жившего в V веке до н.э.

После окончания американской программы «Аполлон» исследование Луны проводилось в основном орбитальными аппаратами. Однако орбитальные сенсоры в основном детектируют реголит, покрывающий поверхность Луны. Реголит плохо пригоден для научных исследований, поскольку он представляет собой неоднородную смесь различных пород.

«Чанъэ-3» сел в области достаточно молодых базальтовых пород, где слой реголита очень тонок и не смешан с породами из других областей. Таким образом, состав реголита в этой области схож с составом основных покрытых им вулканических пород. Это делает место посадки модуля идеальным для сбора информации о лунных породах в процессе формирования, чтобы затем сравнить ее с данными орбитальных аппаратов.

По словам профессора Джоллиффа, собранные образцы станут опорными данными для орбитальных спутников. Наблюдая похожие на опорный образец данные с орбитальных аппаратов в других точках Луны, можно будет сделать вывод, что такие области имеют схожие базальтовые породы.

Базальтовые породы в месте посадки «Чанъэ-3» отличаются от образцов, собранных миссиями «Аполлон» и «Луна». Разница в составе образцов говорит о том, что верхняя мантия Луны намного менее однородна по своему составу, чем земная. Сопоставляя химический состав пород с их возрастом, ученые могут проследить эволюцию вулканической активности Луны.

Результаты исследований ученых опубликованы в журнале Nature Communications. В работе принимали участие ученые из Шаньдунского университета в Вэйхае (Китай) и Университета Вашингтона в Сент-Луисе (США).

Считается, что Луна образовалась в результате столкновения с Землей небесного тела размером с Марс около 4,5 млрд лет назад. Первоначально она была жидкой, затем в процессе охлаждения у Луны образовались кора, мантия и ядро. Однако выделение тепла в результате распада радиоактивных элементов внутри Луны растопило часть мантии, которая стала извергаться на поверхность. Это произошло около 500 млн лет назад после начала формирования Луны. В результате на лунной поверхности образовались кратеры и бассейны, называемые морями. Большинство морей находится на видимой с Земли стороне Луны.

Ранее американская миссия «Аполлон» (1969–1972) и советская программа «Луна» (1970–1976) собрали базальтовые породы, относящиеся к периоду высокой вулканической активности Луны (3–4 млрд лет назад). Образцы, собранные луноходом «Юйту» в Море Дождей, включают более молодые породы (3 млрд лет и моложе).

Доставленные миссиями «Аполлон» и «Луна» породы имели либо высокое, либо малое содержание титана. Среди них не было образцов со средним содержанием титана.

При этом данные рентгеновской и инфракрасной спектроскопии, полученные с борта лунохода «Юйту», говорят о том, что базальтовые породы в месте посадки китайской миссии «Чанъэ-3» имеют среднее содержание титана и богаты железом.

Титан является хорошим источником информации о вулканической активности Луны. Его содержание в образцах варьируется очень существенно – от 1 до 15 массовых процентов. Эта вариация состава базальтовых пород отражает существенные различия состава лавы различных лунных вулканов.

В процессе формирования Луны базальтовая магма кристаллизовалась в минералы определенного типа. На ранних стадиях это были магниевые и богатые железом минералы оливин и пироксен. В процессе кристаллизации из океана магмы образовались мантия и кора Луны. Титан входит в состав ильменита — минерала, формировавшегося на поздних стадиях отвердения лунных пород. Таким образом, ильменит оказался в глубинах мантии, сформировав там области, богатые титаном.

По словам ученых, неоднородность распределения титана на поверхности Луны свидетельствует о том, что мантия Луны не была однородной. Вероятно, в период, когда на Луне существовал океан магмы, имели место процессы, которые повлияли на формирование мантии.

В то же время данные с орбитальных аппаратов указывают на то, что породы в области посадки «Чанъэ-3» также богаты оливином, как и титаном.

Один из авторов работы — Алиан Ван считает такой результат очень странным, поскольку оливин кристаллизуется на более ранних стадиях, чем богатый титаном ильменит, и они обычно не встречаются в одних породах. Ученый считает, что эти два минерала могли смешаться на конечных стадиях кристаллизации океана магмы.

В любом случае, эти новые исследования показывают, что лунные породы гораздо более неоднородны, чем считалось ранее на основании данных «Аполлона» и «Луны».

Модуль «Чанъэ-3» осуществил второй этап китайской лунной программы лишь частично из-за возникших технических проблем. «Юйту» окончательно уснул 22 февраля 2014 года. Ранее Китай успешно запустил два лунных модуля для составления топологической карты поверхности Луны и вывел их на окололунную орбиту. Следующий, третий этап — доставку лунного грунта на Землю — планируется осуществить в 2017 году.

54321
(Всего 0, Балл 0 из 5)
Facebook
LinkedIn
Twitter
Telegram
WhatsApp

При полном или частичном использовании материалов сайта, ссылка на «Версии.com» обязательна.

Всі інформаційні повідомлення, що розміщені на цьому сайті із посиланням на агентство «Інтерфакс-Україна», не підлягають подальшому відтворенню та/чи розповсюдженню в будь-якій формі, інакше як з письмового дозволу агентства «Інтерфакс-Україна

Напишите нам