На снимке изображен астронавт-геолог, стоящий рядом с огромным лунным валуном во время миссии НАСА «Аполлон-17» в 1972 году. В этом исследовании ученые использовали образцы горных пород из этой миссии «Аполлон». Фото: НАСА/Юджин Сернан.
Новое исследование раскрыло жизненно важный процесс создания уникального типа лунной породы. Это открытие объясняет его характерный состав и само присутствие на лунной поверхности, раскрывая тайну, которая долгое время ускользала от ученых.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature Geoscience, раскрывает ключевой шаг в генезисе этих уникальных магм. Сочетание высокотемпературных лабораторных экспериментов с использованием расплавленных пород и сложного изотопного анализа лунных образцов выявило критическую реакцию, которая контролирует их состав.
Эта реакция произошла в глубоких недрах Луны около трех с половиной миллиардов лет назад и включала обмен элемента железа (Fe) в магме на элемент магния (Mg) в окружающих породах, изменяя химические и физические свойства плавление.
Соавтор Тим Эллиотт, профессор наук о Земле в Бристольском университете, сказал: «Происхождение вулканических лунных пород — это увлекательная история, включающая в себя «лавину» нестабильной кристаллической груды планетарного масштаба, созданную в результате охлаждения первичный океан магмы».
«Главное значение для ограничения этой эпической истории имеет наличие типа магмы, уникального для Луны, но объяснение того, как такая магма вообще могла попасть на поверхность, чтобы быть отобранной космическими миссиями, было сложной проблемой. разрешил эту дилемму».
-
На изображении показан лунный камень, известный как высокотитанистый базальт, образец миссии «Аполлон-17», подобный тем, которые анализировались в этом исследовании. Кредит: НАСА
-
На изображении показана карта содержания титана на поверхности Луны, полученная с космического корабля НАСА «Клементина». Красные части указывают на чрезвычайно высокие концентрации по сравнению с земными породами. Фото: Институт Луны и Планет.
-
Электронно-микроскопическое изображение эксперимента из этого исследования. Расплав (коричневый цвет) вступает в реакцию с окружающими кристаллами (зеленый цвет), в результате чего образуется менее богатый железом расплав. Фото: Бристольский университет/Мюнстерский университет.
Удивительно высокие концентрации элемента титана (Ti) в некоторых частях лунной поверхности были известны со времен миссий НАСА «Аполлон» еще в 1960-х и 1970-х годах, которые успешно доставили затвердевшие древние образцы лавы из лунной коры. Более поздние картографические исследования, проведенные с помощью орбитальных спутников, показывают, что эта магма, известная как «высокотитанистые базальты», широко распространена на Луне.
«До сих пор модели не могли воссоздать составы магмы, соответствующие основным химическим и физическим характеристикам высокотитанистых базальтов. Особенно сложно объяснить их низкую плотность, которая позволила им извергаться около трех с половиной миллиардов лет назад. », — добавил соавтор доктор Мартин Клавер, научный сотрудник Института минералогии Мюнстерского университета.
Международная группа ученых под руководством университетов Бристоля в Великобритании и Мюнстера в Германии сумела имитировать высокотитанистые базальты в лабораторных условиях с помощью высокотемпературных экспериментов. Измерения высокотитанистых базальтов также выявили особый изотопный состав, который дает представление о реакциях, воспроизведенных в экспериментах.
Оба результата ясно демонстрируют, что реакция расплав-твердое вещество является неотъемлемой частью понимания формирования этих уникальных магм.
Информация от: Бристольским университетом
