Новое исследование переписывает наше понимание охлаждения Луны
Новое исследование, проведённое учёными из Университета Флориды, анализирует образцы лунных пород, полученные в рамках китайской миссии по исследованию Луны. Исследование меняет наше представление о том, как происходит охлаждение Луны.
Ассистент профессора геологии Стивен Элардо обнаружил, что лава на обратной стороне Луны, вероятно, охлаждалась гораздо позже, чем считалось ранее. Это противоречит предыдущим теориям о том, как и когда формировались слои Луны. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Образцы базальта — магматической породы, образовавшейся из быстро остывшей лавы — были собраны в рамках китайской миссии «Чанъэ-5». Это первые образцы, собранные с обратной стороны Луны, а также самые молодые из всех, полученных в ходе лунных миссий. Они представляют собой бесценный ресурс для изучения геологической истории Луны.
Используя методы радиоактивного датирования, команда разработала модель, показывающую, что обогащение радиоактивными элементами могло поддерживать температуру верхней мантии Луны на сотни градусов выше, чем она была бы в противном случае, даже 2 миллиарда лет назад, — объяснил Элардо.
Чтобы определить, когда эти образцы остыли до состояния базальта, команда проверила их химический состав. Подобные испытания предыдущих образцов лунной мантии обнаружили следы таких элементов, как калий, торий, уран и фосфор, которые в высоких концентрациях выделяют тепло. Учёные полагают, что в больших количествах эти элементы генерируют достаточно тепла, чтобы поддерживать магму в расплавленном состоянии у поверхности Земли, замедляя процесс охлаждения с течением времени.
Эти данные противоречат предыдущей теории о том, что температура поверхности была слишком низкой для поддержания расплавленной магмы к тому времени, и могут поставить под сомнение гипотезу о том, как происходило охлаждение Луны. До этого исследования общепринятой теорией было то, что Луна охлаждалась сверху вниз.
Предполагалось, что магма, расположенная ближе к поверхности, охлаждалась первой, поскольку поверхность Луны постепенно теряла тепло в космос, и что при спуске ближе к мантии можно было бы найти базальтовые породы, которые остыли позже, чем базальт в земной коре.
Эта теория была подтверждена данными сейсмометров, размещённых во время первой высадки Аполлона на Луну, но полученные результаты показывают, что на поверхности Луны всё ещё были очаги магмы даже на поздних этапах процесса охлаждения.
«Лунный магматизм, который фиксирует вулканическую активность на Луне, даёт нам прямое представление о составе лунной мантии, откуда в конечном итоге происходят лавы», — сказал Элардо. «У нас нет прямых образцов лунной мантии, как у Земли, поэтому наше представление о составе мантии косвенно получено из её лав».
Установление подробной хронологии эволюции Луны представляет собой важный шаг на пути к пониманию того, как формируются и растут другие небесные тела. Такие процессы, как охлаждение и формирование геологических слоёв, являются ключевыми этапами в «жизненных циклах» других спутников и малых планет. Как наш ближайший сосед в Солнечной системе, Луна даёт нам наилучший шанс узнать об этих процессах.
«Я надеюсь, что это исследование приведёт к большему количеству работ в области лунной геодинамики, которая использует сложные компьютерные симуляции для моделирования движения, потоков и охлаждения недр планет с течением времени», — сказал Элардо. «Это область, по крайней мере для Луны, где существует большая неопределённость, и я надеюсь, что это исследование поможет предоставить этому сообществу ещё одну важную точку данных для будущих моделей».
Предоставлено Университетом Флориды.