Китайские ученые опубликовали первые данные о составе и свойствах лунного грунта, собранные луноходом «Юйту» в январе 2014 года, которые указывают на то, что вулканы на Луне существовали заметно дольше, чем мы привыкли считать, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Сегодня планетологи считают, что движение литосферных плит и другие тектонические процессы завершились на Луне примерно 3,6 миллиарда лет назад. Причиной этого послужили небольшие размеры железного ядра Луны, которые препятствовали циркуляции расплавленных пород мантии от ядра к поверхности и обратно.
Постепенное остывание и «съеживание» Луны подогревало остаточные геологические процессы еще 2,6 миллиарда лет. По современным оценкам, они прекратились около миллиарда лет назад. С другой стороны, относительно недавно ученые обнаружили, изучая карту Луны, полученную зондом LRO, что на ее поверхности присутствуют необычные «складки», которые могли сформироваться в последние 50-60 миллионов лет в результате вулканической активности в ее недрах.
Лин Цзунчен (Ling Zongcheng) из Шаньдунского университета в Вэйхае (Китай) и его коллеги, работавшие с данными, собранными луноходом «Юйту», представили новые доказательства в пользу более длительной «работы» лунных вулканов, впервые за 40 лет изучив образцы лунного грунта прямо на поверхности спутницы Земли.
Как отмечают ученые, «нефритовый заяц» сел на поверхность относительно молодых лунных лав, которые еще не были покрыты толстым слоем реголита, лунного грунта, возникшего в результате раздробления обломков астероидов и других малых небесных тел, не связанных геологически с Луной.
Это дало китайским ученым шанс впервые напрямую изучить химический и минеральный состав лунной лавы и мантии. Благодаря тому, что лунная мантия, в отличие от земной, оказалась менее однородна по своему химическому составу, что позволило Цзунчену и его коллегам достаточно точно вычислить ее возраст.
Как оказалось, лавовые базальты в той точке, в которой приземлился «Юйту», были уникальными по своему составу и возрасту – они содержали в себе умеренное количество титана и большое количество железа, что является большой редкостью для Луны. Обычно лунные вулканические выбросы содержат в себе большое количество титана, а породы ее коры почти лишены этого элемента.
Подобные породы, по словам геологов, крайне удобны для изучения следов вулканизма на Луне, так как доля титана в породах может рассказать ученым о том, на какой глубине сформировалась магма, выброшенная вулканом, что позволяет понять, когда произошло извержение и в каком состоянии находились недра спутницы Земли в то время.
«Среднее» количество титана в магматических породах, как объясняют Цзунчен и его коллеги, говорит о том, что извержения вулканов на Луне продолжались гораздо дольше, чем мы считали ранее. В пользу этого говорит то, что содержащие титан породы застыли и опустились к «дну» полужидкой мантии одними из последних, когда всего 5% ее первоначальной материи оставалось жидкими.
Неоднородность мантии и юный возраст выбросов магмы, как утверждают ученые, говорит о том, что материя недр Луны перемешивалась не так активно, как это происходило на Земле.
Пока ученые не знают, с чем это было связано, но они полагают, что подобная мозаика из пород возникла благодаря постоянной «бомбардировке» луны крупными астероидами в первый миллиард лет ее жизни, чьи удары нарушали процесс формирования мантии. Ответ на этот вопрос, по мнению авторов статьи, можно будет получить, отправив на Луну экспедицию с участием профессиональных геологов.