Обнаружен самый молодой лунный материал: 1,97 миллиарда лет

Потоки лавы все еще текли по поверхности Луны 1,97 миллиарда лет назад — доказательством этому служат отобранные на Луне образцы породы.

Исследователи из Китая, Австралии, Швеции и США изучали образцы, собранные на поверхности Луны Национальным космическим агентством Китая во время миссии Chang'e-5.

Читайте также: Почему Луна меняет форму?

Chang'e-5 представлял собой беспилотную миссию, включающую посадочный модуль-робот, который приземлился на обращенной к Земле стороне Луны в декабре 2020 года. Миссия вернула на Землю 1,7 килограмма лунных камней — это первые образцы со времен собранных на Луне в 1976 году проб в рамках миссии Советского Союза «Луна 24». Целью миссии Chang'e-5 было найти свидетельства самых молодых извержений вулканов на Луне.

Хотя ученые ранее могли предсказать вулканические породы этого возраста на Луне, изучая количество ударных кратеров на поверхности, это невозможно подтвердить, не имея образцов для исследования.

Анализ образцов проводился с использованием чувствительного ионного микрозонда высокого разрешения (SHRIMP) в Центре SHRIMP в Пекине, Китай.

Сначала материал был отсортирован. Ученые вручную отобрали для исследования несколько крошечных фрагментов базальта размером примерно 2 миллиметра. За этим последовали лабораторные анализы, основанные на разработанных в 1970-х годах для анализа первых образцов Apollo методах.

Процесс определения возраста горных пород был трудным. Ученые использовали сфокусированный пучок заряженных частиц для выброса материала из различных минеральных фаз в горных породах и проанализировали выброшенный материал. Таким образом удалось определить возраст извержения этих лав в 1,97 миллиарда лет, что на целый миллиард лет моложе любой ранее датированной базальтовой лавы с Луны.

Новая научная загадка

Многие извержения вулканов происходили на поверхности Луны за ее геологическую историю, образуя большие пласты базальтовой породы. Их можно идентифицировать, как темные пятна на поверхности.

Но большая часть вулканической активности произошла в период между 3 и 4 миллиардами лет назад. Ученые-планетологи подтвердили это, датируя базальты из коллекций горных пород Аполлона и Луны, а также лунные метеориты.

Однако, до сих пор, более молодые вулканические породы оставались неуловимыми. Для извержения вулканов внутри планеты требуется тепло для образования расплавленного материала, участвующего в процессе. Считается, что для планеты размером с Луну это тепло было потеряно задолго до этих извержений 2 миллиарда лет назад.

Таким образом, эта работа открыла новую научную загадку того, как небольшое скалистое планетное тело, такое как Луна, могло сохранять достаточно внутреннего тепла, чтобы продолжать производить извержения вулканов через 2,5 миллиарда лет после своего первого образования 4,5 миллиарда лет назад.

Статья по теме: Почему Луну видно днем и ночью?

Так что же происходит? Хотя ученые ранее предполагали, что высокие концентрации радиоактивных элементов в лунных недрах могли расплавить скалистый материал внутри Луны, состав этих образцов показывает, что в данном случае это не было движущей силой.

Еще неизвестно, могло ли сыграть роль так называемое приливное нагревание, когда тепло генерировалось внутри Луны за счет растяжения и сжатия (представьте себе эластичную ленту, нагревающуюся от трения, когда вы ее растягиваете) из-за силы тяжести между Луной, Землей и Солнцем.

В качестве альтернативы, возможно, что уникальный аспект состава мантии Луны мог привести к более низкой температуре плавления, что объясняет, как образовался расплавленный материал. В настоящее время продолжается работа над образцами, чтобы попытаться пролить свет на этот вопрос.

Анализ образцов из миссий Аполлон в начале 1970-х произвел революцию в нашем понимании того, насколько динамична наша Солнечная система, и как планеты образуются и развиваются. Это новое исследование доказывает невероятную научную ценность возвращения образцов с других планетных тел для расшифровки их секретов в лабораториях на Земле.

Важно отметить, что проверка подхода к подсчету кратеров с использованием лунных образцов также имеет ключевое значение для датирования поверхностей других планет, образцы с которых мы еще не собирали (таких как Марс, Венера и Меркурий). Это улучшит наше понимание Солнечной системы в более широком смысле.

В продолжение, ознакомьтесь с материалом: Какой была бы Земля без Луны?