Лунные камни — это не только камень, но и газ, заключенный внутри, не менее интригующий.
Новое исследование шести лунных метеоритов, найденных в Антарктиде, выявило первое окончательное доказательство того, что Луна унаследовала химические элементы из недр Земли. Это открытие подтверждает теорию о том, что самый долговечный спутник нашей планеты родился, когда что-то массивное врезалось в Землю в далеком прошлом, также известную как теория гигантского удара.
Во время докторских исследований в ETH Zurich в Швейцарии Патриция Уилл обнаружила следы гелия и неона — благородных газов, которые редко связываются с другими элементами — в шести лунных метеоритах из антарктической коллекции НАСА.
Метеориты состоят из вулканической породы, называемой базальтом, которая образовалась, когда магма поднялась из недр Луны, а затем быстро остыла. В результате этого процесса охлаждения в образцах образовались частицы лунного стекла, которые сохраняют химические признаки солнечных газов. После образования базальта его окутали дополнительные слои породы, защищая стекло от заряженных частиц, как от постоянного потока солнечного ветра, так и от частиц из-за пределов солнечной системы, называемых космическими лучами. Исследователи пришли к выводу, что изоляция сохранила этот отпечаток пальца и гарантировала происхождение газов, попавших внутрь.
Ученые смогли уловить отпечатки гелия и неона в метеоритах благодаря особо чувствительному масс-спектрометру благородных газов, который исследователи прозвали Tom Dooley в честь песни Grateful Dead. (Масс-спектрометры сортируют элементы в образце по весу.)
«Впервые обнаружение солнечных газов в базальтовых материалах с Луны, которые не связаны с каким-либо воздействием на лунную поверхность, было таким захватывающим результатом», — говорится в заявлении Уилла.
Лунные исследования с воздействием
Это открытие подтверждает идею о том, что гигантский удар создал Луну, и эта работа также может заложить основу для исследования того, как образовались скалистые миры Солнечной системы.
Одна из версий теории гигантского удара предполагает, что протопланета под названием Тейя врезалась в Землю около 4,5 миллиардов лет назад, примерно через 60 миллионов лет после образования самой Земли.
Удар, должно быть, был действительно мощным, чтобы выбросить из недр Земли выброс, который смог остаться на орбите и объединиться в другое тело, а не упасть обратно на нашу молодую планету.
Другие свидетельства, подтверждающие эту теорию, включают тот факт, что Луна легкая, в ее недрах отсутствует большое количество железа, в то время как около 30% массы Земли заключено в ее богатом железом ядре. Породы мантии Луны также имеют сходный состав с земными, и оба эти камня значительно отличаются от марсианских метеоритов.
Для проведения исследования ученым требовалось несколько меньшее воздействие. Поскольку у Луны нет такой плотной атмосферы, как у Земли, чтобы сжигать космические камни, она постоянно подвергается бомбардировке астероидами. Вероятно, это был высокоэнергетический удар именно такого астероида, который выкопал обломки породы из выброшенных обломков породы из глубины большого потока лавы на Луне. Эти фрагменты в конечном итоге упали на Землю в виде метеоритов; ученые заметили темные космические камни на фоне ослепительной белизны Антарктиды.
Исследователи надеются, что работа команды может принести пользу пониманию учеными гораздо большего, чем Луна, поскольку текущий анализ был нацелен лишь на несколько из коллекции НАСА, насчитывающей около 70 000 метеоритов.
«Я твердо убежден, что будет гонка за изучением тяжелых благородных газов и изотопов в метеоритных материалах», — сказал Хеннер Буземанн, геохимик из ETH Zurich, в том же заявлении. Он считает, что исследователи скоро будут искать в метеоритах другие благородные газы, такие как ксенон и криптон, идентифицировать которые сложнее, чем гелий и неон.
«Хотя такие газы не являются необходимыми для жизни, было бы интересно узнать, как некоторые из этих благородных газов пережили жестокое и насильственное формирование Луны», — сказал Буземанн. «Такие знания могут помочь ученым в области геохимии и геофизики создать новые модели, которые в более общем плане показывают, как такие наиболее летучие элементы могут выжить при формировании планет в нашей солнечной системе и за ее пределами».
Выводы команды обсуждаются в статье (открывается в новой вкладке), опубликованной в среду (10 августа) в журнале Science Advances.
Join our Space Forums to keep talking space on the latest missions, night sky and more! And if you have a news tip, correction or comment, let us know at: community@space.com.