Палеонтологи в шоці: Місяць покривається іржею

Залізо дуже активно взаємодіє з киснем, утворюючи червону іржу, зазвичай спостерігається на Землі. Однак поверхня і внутрішня частина Місяця практично позбавлені кисню, тому там переважає чисте металеве залізо. Сильно окислене залізо не було підтверджено в зразках, отриманих з місій Аполлона. Крім того, водень в сонячному вітрі руйнує поверхню Місяця, що перешкоджає окисленню. Отже, присутність на Місяці сильно окислених залізовмісних мінералів, таких як гематит, є несподіваним відкриттям.

Наша гіпотеза полягає в тому, що місячний гематит утворюється в результаті окислення заліза на поверхні Місяця киснем з верхніх шарів атмосфери Землі, який безперервно видувається на поверхню Місяця сонячним вітром, коли Місяць знаходиться в хвості магнітосфери Землі протягом останніх декількох мільярдів років - Шуай Лі, молодший науковий співробітник Гавайського інституту геофізики і планетології (HIGP).

Щоб зробити це відкриття, Лі, професор HIGP Пол Люсі і співавтори з Лабораторії реактивного руху НАСА (JPL) проаналізували дані гіперспектральних відображення, отримані за допомогою програми Moon Mineralogy Mapper (M3), розробленої NASA JPL на борту індійської місії Chandrayaan-1.

Це нове дослідження було натхненне попереднім відкриттям Лі водяного льоду в полярних регіонах Місяця в 2018 році.

"Коли я досліджував дані M3 в полярних регіонах, то виявив, що деякі спектральні особливості та патерни відрізняються від тих, які ми бачимо на більш низьких широтах або в зразках Аполлона, - заявив Лі. - Мені було цікаво, чи можливо, що на Місяці є реакція води і породи. Після кількох місяців досліджень я зрозумів, що бачу слід гематиту ".

Команда виявила, що місця, де присутня гематит, сильно корелюють з вмістом води на високих широтах і більше зосереджені на ближній стороні, яка завжди звернена до Землі.

"Більше гематиту на цій стороні передбачає, що він може бути пов'язаний із Землею, - сказав Лі. - Це нагадало мені відкриття японської місії Кагуя про те, що кисень з верхніх шарів атмосфери Землі може бути доставлений на поверхню Місяця сонячним вітром, коли Місяць знаходиться в хвості магнітосфери Землі. Таким чином, атмосферний кисень Землі може бути основним окислювачем для виробництва гематиту. Вплив води і міжпланетного пилу також могло зіграти вирішальну роль ".

Сині області на цьому складеному зображенні, отриманому за допомогою апарату Moon Mineralogy Mapper (M3) на борту орбітального апарату Chandrayaan-1 Індійської організації космічних досліджень, показують концентрацію води на полюсах Місяця. Перебуваючи на спектрі гірських порід, дослідник виявив сліди гематиту, форми іржі. Надано: ISRO / NASA / JPL-Caltech / Brown University / USGS

"Цікаво, що гематит не зовсім відсутня на зворотному боці Місяця, куди кисень Землі, можливо, ніколи не потрапляв", - сказав Лі. "Крихітна кількість води (<~ 0,1 мас.%), Що спостерігається у високих широтах Місяця, можливо, було в значній мірі залучено в процес освіти гематиту на зворотному боці Місяця, що має важливі наслідки для інтерпретації спостережуваного гематиту на деяких бідних водою астероїдах класу S ".

Спектральний клас S - клас астероїдів, в який входять об'єкти, що мають кремнієвий (кам'яний) склад. Тому астероїди цього класу також називають кам'яними. Вони складають 17% всіх відомих астероїдів, утворюючи тим самим другий за поширеністю клас астероїдів, після вуглецевих.

Покращена карта гематиту (червоний колір) на Місяці з використанням сферичної проекції (тільки ближня сторона). Надано: Шуай Лі

"Це відкриття змінить наші уявлення про полярних регіонах Місяця, - підсумовує Лі. - Земля могла зіграти важливу роль в еволюції поверхні Місяця".

Дослідницька група сподівається, що місії НАСА ARTEMIS зможуть повернути зразки гематиту з полярних регіонів. Хімічні сигнатури цих зразків можуть підтвердити їх гіпотезу про те, окислюється чи місячний гематит киснем Землі, і можуть допомогти виявити еволюцію атмосфери Землі за останні мільярди років.