Ученые выяснили происхождение загадочных камней с Луны

Загадка не давала им покоя более 50 лет.

Много пород на Луне на удивление имеют в своем составе много титана. В некоторых образцах, доставленных с Луны, оксид титана занимает примерно 18% общего веса. Этот факт не давал покоя ученым в течение более 50 лет, потому как они не могли объяснить, как эти лунные камни были созданы и как они появились на поверхности спутника Земли. Теперь эта загадка решена.

Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Nature Geoscience, пишет IFLScience (перевод - «Фокус»).

Во время миссии «Апполон-17» более полувека назад астронавты доставили на Землю с Луны большое количество местных камней. Некоторые их них были знакомы ученым, но другие нет, ведь для их создания было необходимо либо отсутствие воды, либо воздуха. Но происхождение некоторых лунных пород объяснить так и не удалось.

Например, вулканические базальты оказались гораздо более разнообразными по химическому составу, чем их аналоги на Земле, но при этом очень выделялась огромная разница в концентрации титана. С тех пор ученые пытались объяснить происхождение базальта с высоким содержанием титана на Луне. Еще больше эту загадку усугубил тот факт, что наблюдения с орбиты показали, что на спутнике Земли такие породы очень распространены. Авторы нового исследования приблизилась к воссозданию загадочного базальта в лаборатории и предоставили свое объяснение того, как эти породы могли возникнуть на Луне.

Вулканические породы на спутнике Земли были созданы в результате охлаждения древнего океана из горячей магмы. Но эта магма была уникальной и существовала только на Луне, считают ученые, но объяснить, как загадочные породы попали на поверхность Луны было сложно, хотя исследователям это удалось.

Лунный базальт с высокой концентрацией титана имеет еще и низкую плотность, по сравнению с его аналогами на Земле. Ученые считают, что из-за этого базальт мог выйти на поверхность в результате масштабных извержений примерно 3,5 млрд лет назад, еще до того, как на Луне прекратилась вулканическая активность.

Ученым было трудно объяснить, как возник именно такой базальт и почему он возник только на Луне. Некоторые гипотезы предполагали, что базальты с высоким содержанием титана произошли из веществ в мантии Луны, которые называются содержавшие ильменит кумулятивные породы.

Но в лаборатории частично расплавленные кумулятивные породы не соответствовали базальтам, доставленным с Луны. Более того, эта порода оказалась настолько плотной, что вряд ли она могла попасть на поверхность. Луны.

Авторы нового исследования выяснили, что, когда содержавшие ильменит кумулятивные породы вступают в реакцию с твердыми минералами оливином и ортопироксеном, то расплавленная порода соответствует базальтам с высоким содержанием титана. Также полученная порода имеет низкую плотность, а значит могла выйти на поверхность Луны в результате извержений.

Ученые признают, что их модель не полностью воспроизводит взаимодействие лунных расплавленных и твердых пород. Тем не менее они считают, что богатая титаном магма, вышедшая на поверхность Луны, может быть создана с помощью частичного плавления содержащих ильменит кумулятивных пород. Но эти расплавленные породы скорее всего претерпели значительные изменения в своем химическом составе за счет реактивного потока в мантии Луны. Поэтому реактивный поток может быть тем процессом, который уменьшил плотность расплавленной породы с высоким содержанием титана и позволил ей вырваться на поверхность Луны, заключают ученые.