Китайский луноход «Юйту-2» нашел на дне лунного кратера минералы из мантии

Ученые представили результаты первичного анализа проб, собранных китайским луноходом «Юйту-2» в рамках миссии «Чанъэ-4», которая совершила посадку в кратер на обратной стороне Луны. Аппарату удалось обнаружить бедные кальцием, но богатые железом минералы пироксены и оливины. Эти соединения с высокой плотностью предсказывались как составная часть мантии Луны, в то время как ее кора состоит из более легких минералов из класса плагиоклазов, пишут исследователи в журнале Nature.

Размер Луны достаточно велик, что позволило слагающему ее веществу на ранних этапах формирования, когда она представляла жидкий океан расплавленных пород, разделиться на более плотное ядро, легкую кору и мантию промежуточных свойств. В то же время Луна достаточно мала и поэтому быстро остыла и затвердела в исходном виде, что исключило возможность появления активной тектоники, как на Земле. Благодаря этому ее внутренности представляют исключительный интерес для науки, так как их изучение может помочь прояснить эволюцию внутренностей тел планетарных размеров.

Тем не менее, 60 лет исследований Луны позволили детально изучить лишь ее кору, в то время как мантия, которая должна содержать больше тяжелых элементов, таких как железо и марганец, остается недоступной для прямых исследований. На данный момент ученые не знают состава формирующих ее пород.

Потенциально падение метеоритов, породивших наиболее крупные кратеры, может пробить кору и привести к появлению вещества мантии на поверхности Луны. Самым крупным и старым ударным кратером на Луне является расположенный на обратной стороне бассейн Южный полюс — Эйткен, размер которого превышает 2 тысячи километров, а глубина составляет около 8 километров. Исследования при помощи орбитальных аппаратов указывали на возможное присутствие пород с большой глубины, но дистанционных измерений недостаточно для однозначных выводов.

3 января 2019 года китайский зонд «Чанъэ-4» совершил посадку в кратере Фон Карман, который находится внутри бассейна Южный полюс — Эйткен. Этот аппарат стал первым успешно севшим на обратной стороне Луны. На его борту находился луноход «Юйту-2», который исследовал несколько образцов грунта при помощи отраженного света.

Чуньлай Ли (Chunlai Li) из Китайской академии наук и его коллеги представили первичные результаты обработки данных спектрометра видимого и ближнего инфракрасного диапазона. Исследованные образцы существенно отличаются от обычного материала поверхности Луны. В частности, ученые пришли к выводу, что им попались преимущественно оливин и пироксен с низким содержанием кальция.

Исследователи предполагают, что данные породы изначально входили в состав верхней мантии Луны, но были выброшены на поверхность ударным событием, в результате которого появился бассейн Южный полюс — Эйткен. Затем это вещество могло еще раз быть перераспределено при формировании 72-километрового кратера Финсен, который граничит с Фон Карманом.

Однако в связи со сложным характером и частичным пересечением спектральных особенностей минералов, а также присутствием различных соединений в каждом образце, на основе полученных данных очень сложно сделать полноценные выводы об относительных распространенностях различных минералов в мантии. В будущем ученые собираются изучить также образцы относительно крупных камней, что позволит прийти к более уверенным выводам.

Недавно ученые заново проанализировали данные американских сейсмографов и пришли к выводу, что на Луне до сих пор происходят небольшие сейсмические толчки, обеспечиваемые внутренними причинами. Также исследователи выдвинули идею, что на ранних этапах формирования Луна могла содержать заметные количества воды.

Тимур Кешелава