Магнетит ударного происхождения найден на Луне

Исследовательская группа под руководством профессора Ли Яна и доктора Го Чжуана из Института геохимии Китайской академии наук (IGCAS) провела на месте электронный микроанализ сферических зерен сульфида железа в мельчайшем лунном грунте ЧанъЭ-5 и подтвердила наличие субмикроскопического магнетита, вызванного ударом.

Исследование было опубликовано в Nature Communications 23 ноября. Магнетит необходим в планетарной науке при решении вопросов, касающихся древних магнитных полей и индикаторов жизни. Традиционно Луна считается чрезвычайно уменьшенной. Таким образом, степень окисления лунной поверхности указывает на образование металлического железа, а не оксидов железа.

В эпоху Аполлона некоторые исследования выявили присутствие вездесущих субмикроскопических фаз, подобных магнетиту, в почвах Аполлона, но дальнейших минералогических доказательств присутствия широко распространенных кристаллов магнетита в лунных почвах не было. В этом исследовании в лунном грунте ЧанъЭ-5 наблюдались содержащие магнетит сферические зерна сульфида железа (диаметром <2 мкм). Наблюдения с помощью просвечивающей электронной микроскопии показали, что сферические зерна сульфида железа характеризовались кольцом из почти равноудаленных щупалец из чистого железа по краям зерен и повсеместными субмикроскопическими частицами магнетита и металлического железа, которые осаждались во внутренней троилит-пирротиновой структуре. матрица.

Объединив эти наблюдения с термодинамическими расчетами, исследователи обнаружили, что во время крупных столкновений на Луне происходила фазовая реакция расплава газа, что позволило растворению FeO в сульфидах железа произвести субмикроскопический магнетит и металлическое железо посредством эвтектической реакции (4FeO = Fe3O4 + Fe).

Это первое открытие субмикроскопического магнетита, вызванного ударом, дает прямое доказательство того, что самородный магнетит может быть широко распространен в тончайшем лунном грунте. Более того, лунные магнитные аномалии были загадкой со времен Аполлона, и их происхождение до сих пор обсуждается. Предыдущие исследования только установили взаимосвязь между крупными ударными выбросами и магнитными аномалиями, но не фокусировались на преобразовании материала во время удара.

«Наше исследование наблюдало еще один важный ферромагнитный минерал (магнетит), образованный эвтектической реакцией во время ударных процессов на Луне», — сказал профессор Ли. «Из-за высокой магнитной восприимчивости магнетита и металлического железа процессы удара значительно уменьшат требования к толщине лунного грунта для лунных магнитных аномалий». Следовательно, индуцированное ударом образование магнетита в лунных образцах также обеспечивает экспериментальную проверку и теоретическую поддержку объяснения магнитных аномалий на Луне.