Новое исследование проливает свет на формирование лунных пород
В новом исследовании ученые изучили процесс создания уникального типа лунной породы. Открытие объясняет характерный состав этой породы и причину ее присутствия на лунной поверхности.
Исследование, опубликованное в Nature Geoscience, раскрывает ключевой этап в генезисе характерных лунных магм. Сочетание высокотемпературных лабораторных экспериментов с использованием расплавленных пород и сложного изотопного анализа лунных образцов выявило критическую реакцию, которая контролирует состав этих магм.
Эта реакция происходила в глубоких недрах Луны около трех с половиной миллиардов лет назад. Она включала обмен элемента железа (Fe) в магме с элементом магния (Mg) в окружающих породах, изменяя химические и физические свойства расплава.
Один из ведущих авторов Тим Эллиотт, профессор наук о Земле в Бристольском университете, пояснил: «Происхождение вулканических лунных пород — это увлекательная история, связанная с «лавиной» нестабильного кристаллического нагромождения планетарного масштаба, созданного охлаждением первичного океана магмы. Центральным фактором, сдерживающим эту эпическую историю, является наличие типа магмы, уникального для Луны, но объяснение того, как такая магма вообще могла попасть на поверхность, чтобы быть отобранной космическими миссиями, было сложной проблемой. Здорово, что удалось разрешить эту дилемму».
Удивительно высокие концентрации элемента титана (Ti) в некоторых частях лунной поверхности были известны со времен миссий НАСА «Аполлон» в 1960-х и 1970-х годах. Более свежее картографирование с помощью орбитальных спутников показывает, что эти магмы, известные как «базальты с высоким содержанием титана», широко распространены на Луне.
«До сих пор модели не могли воссоздать состав магмы, соответствующий основным химическим и физическим характеристикам базальтов с высоким содержанием титана. Оказалось особенно трудно объяснить их низкую плотность, которая позволила им извергнуться около трех с половиной миллиардов лет назад», — добавил соавтор исследования доктор Мартин Клавер, научный сотрудник Института минералогии Мюнстерского университета.
Международной команде ученых, возглавляемой университетами Бристоля в Великобритании и Мюнстера в Германии, удалось имитировать базальты с высоким содержанием титана в лабораторных условиях с помощью высокотемпературных экспериментов. Измерения этих базальтов также выявили отличительный изотопный состав, который дает представление о реакциях, воспроизведенных в экспериментах.
Результаты ясно демонстрируют, насколько реакция расплава с твердым веществом является важной для понимания образования этих уникальных магм.