Кислород Земли ржавел на Луне за миллиарды лет?

К удивлению многих планетологов, окисленный железный минерал гематит был обнаружен в высоких широтах на Луне, согласно исследованию, опубликованному сегодня в журнале Science Advances под руководством Шуай Ли, младшего научного сотрудника Гавайского института геофизики и планетологии ( HIGP) в Школе океанических и геологических наук и технологий UH Mānoa (SOEST).

Железо очень реактивно с кислородом, образуя красноватую ржавчину, обычно наблюдаемую на Земле. Однако поверхность и внутренняя часть Луны практически лишены кислорода, поэтому на Луне преобладает чистое металлическое железо, а сильно окисленное железо не было подтверждено в образцах, возвращенных из миссий Аполлона. Кроме того, водород в солнечном ветре разрушает поверхность Луны, что препятствует окислению. Итак, присутствие на Луне сильно окисленных железосодержащих минералов, таких как гематит, является неожиданным открытием.

«Наша гипотеза заключается в том, что лунный гематит образуется в результате окисления железа на поверхности Луны кислородом из верхних слоев атмосферы Земли, который непрерывно выдувается на поверхность Луны солнечным ветром, когда Луна находится в хвосте магнитосферы Земли в течение последних нескольких миллиардов лет», — сказал Ли.

Чтобы сделать это открытие, Ли, профессор HIGP Пол Люси и соавторы из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) и других источников проанализировали данные гиперспектрального отражения, полученные с помощью программы Moon Mineralogy Mapper (M3), разработанной NASA JPL на борту индийской миссии Chandrayaan-1.

Это новое исследование было вдохновлено предыдущим открытием Ли водяного льда в полярных регионах Луны в 2018 году.

«Когда я исследовал данные M3 в полярных регионах, я обнаружил, что некоторые спектральные особенности и паттерны отличаются от тех, которые мы видим на более низких широтах или в образцах Аполлона», — сказал Ли. «Мне было любопытно, возможно ли, что на Луне есть реакция воды и породы. После нескольких месяцев исследований я понял, что вижу след гематита».

Команда обнаружила, что места, где присутствует гематит, сильно коррелируют с содержанием воды на высоких широтах Li и других, обнаруженных ранее, и больше сконцентрированы на ближней стороне, которая всегда обращена к Земле.

«Больше гематита на лунной стороне предполагает, что он может быть связан с Землей», — сказал Ли. «Это напомнило мне открытие японской миссии Кагуя о том, что кислород из верхних слоев атмосферы Земли может быть доставлен на поверхность Луны солнечным ветром, когда Луна находится в хвосте магнитосферы Земли. Таким образом, атмосферный кислород Земли может быть основным окислителем для производства гематита. . Воздействие воды и межпланетной пыли также могло сыграть решающую роль ».

«Интересно, что гематит не совсем отсутствует на обратной стороне Луны, куда кислород Земли, возможно, никогда не попадал, хотя наблюдалось гораздо меньше облучений», — сказал Ли. «Крошечное количество воды (<~ 0,1 мас.%), Наблюдаемое в высоких широтах Луны, возможно, в значительной степени участвовало в процессе образования гематита на обратной стороне Луны, что имеет важное значение для интерпретации наблюдаемого гематита на некоторых бедных водой S астероиды типа «.

«Это открытие изменит наши представления о полярных регионах Луны», — сказал Ли. «Земля могла сыграть важную роль в эволюции поверхности Луны».

Исследовательская группа надеется, что миссии НАСА ARTEMIS смогут вернуть образцы гематита из полярных регионов. Химические сигнатуры этих образцов могут подтвердить их гипотезу о том, окисляется ли лунный гематит кислородом Земли, и могут помочь выявить эволюцию атмосферы Земли за последние миллиарды лет.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены Гавайским университетом в Маноа . Оригинал написан Марси Грабовски. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

---

Связанные мультимедиа :

• Карты гематита на Луне

---

Ссылка на журнал :

1. Шуай Ли, Пол Г. Люси, Эбигейл А. Фрейман, Эндрю Р. Поппе, Вивиан З. Сан, Дана М. Херли и Питер Х. Шульц. Широко распространен гематит в высоких широтах Луны . Достижения науки , 2020 DOI: 10.1126 / sciadv.aba1940