Лунные миссии становятся все более вдохновляющими и результативными, а Китайская программа исследования Луны — яркий пример этого научного прогресса. Благодаря доставке уникальных образцов лунного реголита на Землю миссией «Чанъэ-6», исследования природы Луны выходят на новый уровень, помогая по-новому взглянуть на процессы, происходившие и продолжающие происходить на нашем спутнике. Одним из интригующих открытий последних лет стало обнаружение в лунном грунте оксидов железа — включая неожиданные формы ржавчины, такие как магнетит (Fe3O4) и гематит (Fe2O3). Все это стало предметом пристального внимания ученых, поскольку столь сложные соединения предполагалось найти только в условиях, где присутствует свободный кислород — чего на Луне, казалось бы, быть не может.
Удивительные открытия в доставленном из Китая лунном грунте
Самый первый анализ еще советских образцов лунного реголита сразу удивил мировое научное сообщество — в них были явно выраженные признаки магнетита. Однако тогда специалисты сомневались, что такой минерал мог появиться на Луне, ведь спутник Земли лишен заметной атмосферы, а значит, и необходимого для формирования оксидов железа свободного кислорода.
Позже в образцах выявлялся и гетит — гидроксид железа (FeO(OH)), требующий еще более окислительной среды. А в 2020 году индийский зонд «Чандраян-1» позволил обнаружить на поверхности Луны богатые месторождения гематита — минеральной формы железной руды, для образования которой необходим не только кислород, но и специфические процессы окисления.
В то время ученые предположили, что оксид железа попал на Луну благодаря воздействию так называемого «земного ветра» — потоков частиц, вырывающихся из верхних слоев атмосферы Земли и уносящих с собой молекулы кислорода на сотни тысяч километров, вплоть до поверхности спутника.
Новая страница исследований: уникальный грунт из бассейна Южный полюс — Эйткен
Открытия КНР по программе «Чанъэ-6» добавляют в эту картину новые яркие штрихи. Грунт был собран в массивном кратере, известном как Бассейн Южный полюс — Эйткен, самом большом и древнем ударном кратере Луны. Этот регион хорошо заметен с орбиты — он выделяется своим темным оттенком в южном полушарии обратной стороны Луны. Его образование связано с падением крупного космического тела миллиарды лет назад, и именно в породах этого бассейна ученые обнаружили поразительные минералы.
Китайским ученым удалось провести анализ новейшими технологиями: образцы были исследованы в полностью изолированной от земных воздействий среде, частицы грунта подвергли лазерному облучению, после чего тонкий срез получали ионным скальпелем. Такой подход позволил взглянуть внутрь минералов, не допуская даже малейшей возможности контакта с земным воздухом.
Гематит и магнетит — уникальные «лунные» оксиды железа
Под микроскопом на свежеоткрытых внутренних участках были выявлены кристаллы гематита и маггемита — редкой минеральной разновидности с магнитными свойствами, близкой по составу к магнетиту. Отдельный интерес вызвал способ их расположения: кристаллы выглядели как небольшие наросты, словно бы выросшие на зернах лунных минералов.
Важно, что такие структуры не могут быстро формироваться при воздействии лабораторных условий, поэтому ученые уверены: гематит и маггемит — а также их прародитель, магнетит, — действительно возникли в среде Луны, а не после попадания на Землю. Возникает закономерный вопрос: как подобные минералы сформировались без атмосферы и свободного кислорода?
Тайные силы астероидных ударов и роль минеральных реакций
Анализируя феномен лунных оксидов железа, китайские исследователи предложили захватывающую гипотезу. При столкновении Луны с крупными астероидами происходило кратковременное, но мощное выделение кислорода из минералов, богатых этим элементом. В результате удара образовывались горячие облака породы и паров, а в таких условиях железо могло успеть прореагировать, формируя оксиды и гидроксиды, включая магнетит, маггемит и особенно гематит.
Особо интересен тот факт, что обнаруженные кристаллы были покрыты тончайшей стекловидной силикатной коркой. Такая пленка возникает только при испарении пород во время мощных столкновений, что косвенно подтверждает правдоподобность предложенного механизма.
Сохранность минералов и влияние окружающей среды
В нормальных условиях оксиды железа разрушаются под действием солнечного излучения, но в бассейне Южный полюс — Эйткен радиационный фон заметно ниже благодаря высокой широте. К тому же, кристаллы надежно заключены внутри лунной породы, что еще больше увеличивает срок их существования. Примечательно и то, что в этом регионе регулярно фиксируют магнитные аномалии, что можно объяснить наличием маггемита — минерала с выраженными магнитными свойствами, который способен создавать локальные магнитные поля даже без атмосферы.
Все это открывает грандиозные перспективы для изучения магнитной, химической и минеральной эволюции Луны, а также перемещения и реакций кислорода в экстремальных условиях.
Оптимистическое будущее лунных исследований
Вклад миссии «Чанъэ-6» в изучение природы Луны трудно переоценить. Китай успешно демонстрирует миру современные технологии сбора и анализа внеземного грунта. Новые открытия не только помогают раскрыть давние геологические загадки нашего спутника, но и стимулируют интерес к будущим экспедициям по доставке образцов из других лунных регионов. Китайский лунный проект вдохновляет нации к совместным поискам и позволяет по-новому взглянуть на возможности освоения и познания космоса, открывая перед человечеством перспективы масштабных научных открытий.
