Новый анализ лунного грунта, доставленного китайской миссией «Чанъэ-6», представляет первые прямые доказательства кристаллического гематита (α-Fe₂O₃) и маггемита (γ-Fe₂O₃), образовавшихся в результате крупного ударного события. Это открытие, опубликованное в журнале Science Advances, опровергает давнее предположение о том, что поверхность Луны преимущественно находится в восстановленном состоянии, и предоставляет важные сведения об эволюции планеты.
Лунная Окислительная Загадка
На протяжении десятилетий ученые полагали, что лунная среда и внутренние условия не соответствуют требованиям для значительного окисления. Ожидалось, что железо на Луне будет существовать в основном в форме двухвалентного (Fe²⁺) или металлического (Fe⁰). Однако недавние орбитальные исследования показали наличие гематита в регионах высоких широт, что вызвало научные споры. Предыдущие исследования образцов, полученных в ходе миссии «Чанъэ-5», обнаружили магнетит (Fe₃O₄), образовавшийся в результате удара, что указывает на локальные окислительные среды во время изменения поверхности.
Несмотря на эти открытия, окончательные минералогические доказательства сильно окисленных минералов, таких как гематит, оставались неуловимыми. Степень окислительных процессов и распространенность окисленных минералов на лунной поверхности оставались неясными.
Образцы «Чанъэ-6» Раскрывают Новые Доказательства
Миссия «Чанъэ-6», успешно доставившая образцы грунта из Южно-Полярной котловины — Эйткена (ЮПК-Э), предоставила возможность поиска сильно окисленных веществ, образовавшихся во время крупных ударных событий. ЮПК-Э, один из крупнейших и старейших ударных кратеров в Солнечной системе, является идеальной естественной лабораторией для изучения окислительных реакций.
Исследователи идентифицировали микроскопические зерна гематита в лунном грунте, доставленном миссией «Чанъэ-6». Используя микрозондовую электронную микроскопию, спектроскопию потерь энергии электронов и рамановскую спектроскопию, они подтвердили кристаллическую структуру и уникальные характеристики этих частиц гематита, подтвердив, что они являются первичными лунными компонентами, а не земными загрязнителями.
Как Удары Стимулируют Окисление
В исследовании предполагается, что образование гематита тесно связано с крупными ударными событиями в лунной истории. Экстремальные температуры, генерируемые крупными ударами, испаряют поверхностные материалы, создавая временную среду с высоким парциальным давлением кислорода. Этот процесс также вызывает десульфуризацию троилита, высвобождая ионы железа, которые затем окисляются в среде с высоким парциальным давлением кислорода и подвергаются осаждению из газовой фазы, образуя микроскопические кристаллические зерна гематита. Этот гематит сосуществует с магнитным магнетитом и маггемитом.
Последствия для Лунного Магнетизма
Происхождение широко распространенных магнитных аномалий на лунной поверхности, включая те, что находятся в северо-западной части ЮПК-Э, остается плохо объясненным. Учитывая корреляцию между окислительными процессами и образованием магнитных носителей, это исследование предоставляет ключевые доказательства на основе образцов для прояснения носителей и эволюционной истории этих лунных магнитных аномалий.
Это исследование продвигает наше понимание лунной эволюции, опровергая давнее убеждение о том, что лунная поверхность полностью восстановлена. Полученные результаты предлагают важные ключи к расшифровке эволюции лунных магнитных аномалий и механизмов, лежащих в основе крупных ударных событий.
