Ясная ночь: Луна, на которую вы смотрите, выглядит так же, как и для первых людей, ступивших на Землю — та же чёрно-белая сторона нашего ближайшего соседа с большими тёмными «морями» и белыми «нагорьями» уже миллиарды лет обращена к нам.
Луна, как считается, родилась в результате гигантского столкновения Земли с планетой размером с Марс, Тейей, около 4,5 миллиарда лет назад. Энергия, связанная с этим столкновением, предположительно привела к образованию океана магмы, покрывшего и Землю, и молодую Луну.
Охлаждение этой магмы должно было привести к образованию почти однородной твёрдой Луны, покрытой одинаковой корой повсюду. Но это не всегда так. Полушарие, всегда обращённое к нам, называемое ближней стороной Луны, имеет совершенно иной вид, чем её противоположная половина — обратная сторона, где преобладают светлые ландшафты нагорий, практически без «морей».
Тёмные лунные «моря», или по-латински maria, состоят из широко распространённых базальтовых магм, в основном извергнутых около 3,5 миллиарда лет назад на ближней стороне, с очень редкими извержениями на обратной стороне. Это указывает на различную эволюционную историю этих двух полушарий. Почему и как это произошло? Секрет, сформировавший Луну в два мира, вполне может быть скрыт в следах галогенов (например, фтора и хлора), обнаруженных в лунных образцах.
Галогены в лунных минералах дают уникальное представление об эволюции Луны, но неполное знание о включении галогенов в минералы и расплавы ограничивало их применение. Исследователи из Центра исследований геодинамики при университете Эхиме, сотрудничая с коллегами из Университета Мюнстера (Германия) и Амстердамского свободного университета (Нидерланды), провели эксперименты при высоком давлении и высокой температуре и успешно получили новые данные о том, как хлор (Cl) распределяется между лунными минералами и сосуществующей магмой.
Исследователи сопоставили модели эволюции недр Луны для измерения содержания галогенов в образцах лунной коры и обнаружили, что большинство образцов с ближней стороны Луны аномально богаты Cl. В то же время материалы коры с обратной стороны Луны не демонстрируют такого обогащения Cl. В своём новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, учёные приводят доказательства, связывающие это обогащение с включением газообразных Cl-соединений в породы ближней стороны Луны.
Это открытие указывает на то, что существование широко распространённого хлористого пара (с Cl, вероятно, присутствующим в виде металлических хлоридов) возможно было ограничено ближней стороной Луны, что предполагает связь металлического хлористого пара с лунной дихотомией.
Учитывая, что хлор является высоконесовместимым и летучим элементом, этот парофазный метасоматизм может быть связан с дегазацией (вызванной ударом/извержением) из обширных лунных базальтовых морей в ближнем проклерарском комплексе KREEP. Горные породы коры на обратной стороне Луны, без обогащения Cl, представляют собой продукты магмы, произошедшей из недр Луны около 4,3 миллиарда лет назад.
На основе моделирования F/Cl исследователи обнаружили, что определённый тип лунных пород коры, называемый Mg-suite, вероятно, произошёл из глубинного мантия, который сохранил остатки первоначального лунного магматического океана, существовавшего 4,5 миллиарда лет назад.
Хлорсодержащие пары, высвобождаемые во время извержений (или вызванного ударом испарения), сыграли ключевую роль в преобразовании видимого нами ближнеполярного лунного ландшафта. Тем временем кора обратной стороны Луны, невидимая для нас, избежала этих паровых вулканических процессов и таким образом сохранила более чистую информацию о Луне, в том числе о лунном магматическом океане, образовавшемся сразу после рождения Луны.
Это открытие иллюстрирует научную ценность недавних космических миссий на Луну, которые были сосредоточены именно на изучении обратной стороны Луны.
Предоставлено: [Университет Эхиме](https://phys.org/partners/ehime-university/)