Среда, 21 февраля, 2024
ДомойКосмос«Реакция ядра»: открытие формации лунной породы решает главную загадку лунной геологии

«Реакция ядра»: открытие формации лунной породы решает главную загадку лунной геологии

- Advertisement -

На снимке изображен астронавт-геолог Харрисон Х. Шмитт, 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/Джин Сернан.

Новое исследование раскрыло процесс формирования уникальных магматических пород на Луне, проливая свет на их особый состав и то, как они оказались на лунной поверхности.

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 15 января в журнале Природа, раскрывает ключевой этап в генезисе этих своеобразных магм. Сочетание высокотемпературных лабораторных экспериментов с использованием расплавленных пород и сложного изотопного анализа лунных образцов позволило выявить критическую реакцию, которая контролирует их состав.

На изображении показан лунный камень, известный как высокотитанистый базальт, образец миссии Аполлон-17, аналогичный тем, которые анализировались в этом исследовании. Кредит: НАСА

Основная реакция

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 таять.

Соведущий автор Тим Эллиотт, профессор наук о Земле в Бристольский университетсказал: «Происхождение вулканических лунных пород — это захватывающая история, включающая в себя «лавину» нестабильной кристаллической груды планетарного масштаба, созданную в результате охлаждения первичного океана 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. Замечательно, что удалось решить эту дилемму».

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.

Понимание высокотитановых базальтов

Удивительно высокие концентрации элемента титана (Ti) в некоторых частях лунной поверхности были известны еще с НАСА Миссии «Аполлон» в 1960-х и 1970-х годах успешно доставили затвердевшие образцы древней лавы из лунной коры. Более поздние картографические исследования, выполненные с помощью орбитального спутника, 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 извергнуться около трех с половиной миллиардов лет назад», — добавил соавтор доктор Мартин Клавер, научный сотрудник Университет Мюнстера Институт минералогии.

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.

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.

Ссылка: «Богатые титаном базальтовые расплавы на Луне, модулируемые процессами реактивных потоков», Мартин Клавер, Стефан Клемме, Сяо-Нин Лю, Ремко К. Хин, Кристофер Д. Коат, Махеш Ананд, К. Йохан Лиссенберг, Джаспер Берндт и Тим Эллиотт, 15 января 2024 г., Природа.
DOI: 10.1038/s41561-023-01362-5

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме