Образцы Чанъэ-5 показывают ключевой возраст лунных пород

Лунный зонд, запущенный китайским космическим агентством, недавно принес первые свежие образцы горных пород и обломков с Луны за более чем 40 лет. Теперь международная группа ученых, включая эксперта из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, определила возраст этих лунных камней примерно в 1,97 миллиарда лет.

«Это идеальный образец, чтобы закрыть двухмиллиардный разрыв», — сказал Брэд Джоллифф, профессор наук о Земле и планетах в области искусств и наук имени Скотта Рудольфа и директор университетского центра космических наук Макдоннелла. Джоллифф — соавтор из США исследования новолунных горных пород, проведенного Китайской академией геологических наук, опубликованного 7 октября в журнале Science .

Определение возраста является одним из первых научных результатов успешной миссии Chang’e-5, которая была разработана для сбора и возвращения на Землю камней с некоторых из самых молодых вулканических поверхностей на Луне.

«Конечно,« молодой »относительно», — сказал Джоллифф. «Все вулканические породы, собранные Аполлоном, были старше 3 миллиардов лет. И все молодые ударные кратеры, возраст которых был определен на основе анализа образцов, моложе 1 миллиарда лет. Таким образом, образцы Чанъэ-5 заполняют критический разрыв «.

Разрыв, на который ссылается Джоллифф, важен не только для изучения Луны, но и для изучения других каменистых планет Солнечной системы.

Луне как планетному телу около 4,5 миллиардов лет, почти столько же, сколько и Земле. Но в отличие от Земли, на Луне нет процессов эрозии или горообразования, которые с годами стирают кратеры. Ученые воспользовались устойчивыми кратерами Луны для разработки методов оценки возраста различных регионов на ее поверхности, частично основанных на том, насколько эта область покрыта кратерами.

Это исследование показывает, что лунным камням, возвращенным Чанъэ-5, всего около 2 миллиардов лет. По словам Джоллиффа, зная возраст этих пород с уверенностью, ученые теперь могут более точно откалибровать свои важные инструменты хронологии.

«Ученые-планетологи знают, что чем больше кратеров на поверхности, тем она старше; чем меньше кратеров, тем моложе поверхность. Это хорошее относительное определение», — сказал Джоллифф. «Но для того, чтобы поставить на это дату абсолютный возраст, нужно иметь образцы с этих поверхностей».

«Образцы Apollo дали нам ряд поверхностей, которые мы смогли датировать и сопоставить с плотностью кратеров», — пояснил Джоллифф. «Эта хронология кратеров была распространена на другие планеты — например, на Меркурий и Марс — чтобы сказать, что поверхности с определенной плотностью кратеров имеют определенный возраст».

«В этом исследовании мы получили очень точный возраст около 2 миллиардов лет, плюс-минус 50 миллионов лет», — сказал Джоллифф. «Это феноменальный результат. С точки зрения планетарного времени, это очень точное определение. И этого достаточно, чтобы различать различные формулировки хронологии».

Другие интересные результаты исследования связаны с составом базальтов в возвращенных образцах и с тем, что это означает для вулканической истории Луны, отметил Джоллифф.

Результаты, представленные в статье Science, — это, так сказать, лишь верхушка айсберга. Джоллифф и его коллеги сейчас просматривают образцы реголита в поисках ключей к другим важным проблемам лунной науки, таким как поиск обломков, брошенных в место сбора Чанъэ 5 из далеких, молодых ударных кратеров, таких как Аристарх, чтобы, возможно, определить возраст эти маленькие камни и характер материалов в этих других местах ударов.

Джоллифф работал с учеными из Центра чувствительных ионных микрозондов высокого разрешения (SHRIMP) в Пекине, которые возглавляли это исследование, включая соавтора исследования Дуньи Лю, более 15 лет. Эти долгосрочные отношения возможны благодаря специальному соглашению о сотрудничестве, которое включает Вашингтонский университет и его Департамент наук о Земле и планетах, а также Шаньдунский университет в Вэйхае, Китай, при поддержке Центра космических наук Макдоннелла Вашингтонского университета.

«Лаборатория в Пекине, где были выполнены новые анализы, является одной из лучших в мире, и они проделали феноменальную работу по характеристике и анализу образцов вулканических пород», — сказал Джоллифф.

«В консорциум входят члены из Китая, Австралии, США, Великобритании и Швеции», — продолжил Джоллифф. «Это наука, сделанная идеальным способом: международное сотрудничество, со свободным обменом данными и знаниями — и все это делается максимально коллегиальным способом. Это дипломатия науки».

Джоллифф является специалистом в области минералогии и предоставил свои знания для этого исследования образцов Чанъэ-5. Его личные исследования сосредоточены на Луне и Марсе, материалах, из которых состоят их поверхности, и на том, что они рассказывают об истории планет.

Как член научной группы лунной разведывательной орбитальной камеры и руководитель группы Вашингтонского университета в поддержку программы НАСА анализа образцов Apollo Next Generation Sample Analysis (ANGSA), Джоллифф исследует поверхность Луны, связывая то, что можно увидеть с орбиты, с тем, что есть на самом деле. известно о Луне благодаря изучению лунных метеоритов и образцов Аполлона — а теперь и по образцам Чанъэ-5.