Астронавты программы «Аполлон» не знали, что их ждёт при исследовании поверхности Луны, но они точно не ожидали увидеть россыпи крошечных ярко-оранжевых стеклянных бусин, сверкающих среди монохромных груд камней и пыли.
Бусины
Бусины, каждая из которых меньше 1 мм в поперечнике, образовались примерно 3,3–3,6 миллиарда лет назад во время вулканических извержений на поверхности тогда ещё молодого спутника. «Это одни из самых удивительных внеземных образцов, которые у нас есть», — сказал Райан Оглиоре, доцент кафедры физики в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, где хранится крупное собрание лунных образцов, возвращённых на Землю. «Бусины — это крошечные, нетронутые капсулы внутренней части Луны».
Используя различные методы микроскопического анализа, которые не были доступны, когда астронавты программы «Аполлон» впервые возвращали образцы с Луны, Оглиоре и группа исследователей смогли внимательно изучить микроскопические минеральные отложения на поверхности лунных бусин.
Исследование
Исследование, проведённое под руководством Томаса Уильямса, Стивена Пармана и Альберто Саала из Брауновского университета, опиралось, в частности, на NanoSIMS 50 — прибор в Вашингтонском университете, который использует высокоэнергетический ионный пучок для разрушения небольших образцов материала для анализа. Исследователи из WashU десятилетиями использовали это устройство для изучения межпланетных частиц пыли, досолнечных зёрен в метеоритах и других мелких обломков из нашей Солнечной системы.
Исследование объединило различные методы — атомную зондовую томографию, сканирующую электронную микроскопию, просвечивающую электронную микроскопию и энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию — в других учреждениях, чтобы поближе рассмотреть поверхность бусин. «У нас были эти образцы в течение 50 лет, но теперь у нас есть технологии, чтобы полностью их понять», — сказал Оглиоре. «Многие из этих инструментов были бы невообразимы, когда бусины были впервые собраны».
История бусин
Как объяснил Оглиоре, каждая стеклянная бусина рассказывает свою историю о прошлом Луны. Бусины — некоторые из них ярко-оранжевые, а некоторые — глянцево-чёрные — образовались, когда лунные вулканы выбрасывали материал из недр на поверхность, где каждая капля лавы мгновенно застывала в холодном вакууме, окружающем Луну.
«Само существование этих бусин говорит нам о том, что на Луне были взрывные извержения, что-то вроде огненных фонтанов, которые можно увидеть сегодня на Гавайях», — сказал он. Из-за своего происхождения бусины имеют цвет, форму и химический состав, не похожий ни на что, найденное на Земле.
Анализ бусин
Крошечные минералы на поверхности бусин могли вступить в реакцию с кислородом и другими компонентами атмосферы Земли. Чтобы избежать этой возможности, исследователи извлекли бусины из глубины образцов и защищали их от воздействия воздуха на каждом этапе анализа. «Даже с использованием передовых методов, которые мы использовали, эти измерения было очень сложно провести», — сказал Оглиоре.
Минералы (включая сульфид цинка) и изотопный состав поверхностей бусин служат пробниками различных давлений, температур и химических условий лунных извержений 3,5 миллиарда лет назад. Анализ оранжевых и чёрных лунных бусин показал, что стиль вулканических извержений менялся со временем. «Это как чтение дневника древнего лунного вулканолога», — сказал Оглиоре.
Предоставлено Вашингтонским университетом в Сент-Луисе.