Новые открытия на Луне: Гематит и маггемит в образцах Чанъэ-6

Совместная исследовательская группа из Института Геохимии Китайской Академии Наук (IGCAS) и Университета Шандунга впервые выявила кристаллический гематит (α-Fe₂O₃) и маггемит (γ-Fe₂O₃), образовавшиеся в результате серьезного удара в луне. Эти образцы были извлечены миссией Чанъэ-6 из Бассейна Южный Полюс-Айткен. Данное открытие, опубликованное в журнале Science Advances 14 ноября, предоставило прямые доказательства наличия сильно окисленных материалов на поверхности Луны.

Красноокисные реакции и загадка лунного окисления

Красноокисные реакции являются основным компонентом формирования и эволюции планет. Однако научные исследования показывают, что как фугаcитет кислорода в луне, так и ее атмосферные условия не способствуют окислению. Соответственно, многовалентное железо на Луне, преимущественно, существует в состоянии двухвалентного (Fe²⁺) и металлического (Fe⁰), что указывает на общее восстановленное состояние. Тем не менее, недавние дистанционные исследования с использованием спектроскопии в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне выявили широкое присутствие гематита в высокоширотных областях Луны.

Ранее исследования образцов Чанъэ-5 впервые показали наличие магнитита (Fe₃O₄) и свидетельства о Fe³⁺ в ударах образованных стеклах. Эти данные указывают на существование локализованных окисляющих сред, которые имели место во время модификации поверхности Луны, вызванной внешними ударными событиями.

Образцы из Бассейна СПА открывают новые доказательства

Бассейн СПА, являющийся одним из крупнейших и старейших ударных бассейнов в Солнечной системе и имеющий крайне сложные масштабы и частоту ударов, создает идеальную естественную лабораторию для изучения окислительных реакций на лунной поверхности. Успешное возвращение образцов почвы из Бассейна СПА миссией Чанъэ-6 в 2024 году дало возможность более внимательно исследовать сильно окисленные вещества, образовавшиеся в результате серьезных ударов.

Исследовательская команда впервые обнаружила зерна гематита размером в микрон в лунной почве Чанъэ-6. Используя комбинацию микроэлектронной микроскопии, спектроскопии потерь энергии электронов и рамановской спектроскопии, они подтвердили кристаллическую структуру и уникальные характеристики этих частиц гематита, что подтвердило, что минералы являются первичными лунными компонентами, а не земными загрязняющими веществами.

Последствия для лунного магнетизма и эволюции

Интересно, что происхождение широкомасштабных магнитных аномалий на луне, включая те, что в северо-западной части Бассейна СПА, по-прежнему остается слабо объясненным. Учитывая близкую корреляцию между окислительными процессами и образованием минералов-носителей магнетизма, это исследование предоставляет важные образцы для уточнения носителей и эволюционной истории этих лунных магнитных аномалий.

Данное исследование бросает вызов давнему мнению о том, что поверхность Луны полностью восстановлена, и предоставляет ключевую информацию для понимания эволюции лунных магнитных аномалий и механизмов крупных ударных событий, что способствует углублению нашего понимания лунной эволюции.