Обнаружение ударной волны
Ученые обнаружили частицы троолитовой пыли (минеральные частицы), собранные космическим кораблем «Аполлон-17» в 1972 году. Соответственно, эти объекты могут быть такими же древними, как Луна, или даже старше ее — 4,5-миллиардолетнего реликта ранней Солнечной системы.
Планетолог Джеймс Доттин из Браунского университета (США) не смог скрыть своего удивления: «Моя первая мысль была: „Ух ты, этого не может быть“. Нам пришлось всё перепроверить, чтобы убедиться, что всё правильно, и это оказалось правдой. Это поистине удивительные результаты».
В 1960-х и начале 1970-х годов астронавты НАСА, участвовавшие в программе «Аполлон», доставили на Землю в общей сложности 382 кг лунного материала. Однако, учитывая будущие технологические достижения, ученые запечатали некоторые образцы горных пород для сохранения, ожидая более благоприятных условий для исследований.
Один из этих сохранившихся образцов был изучен планетологом Доттином и его командой с помощью масс-спектрометрии для определения источника серы в образце.
Сера — важнейший элемент для понимания геологической истории объекта. Она может связываться с металлами, такими как железо, перемещаться между ядром, мантией и атмосферой планеты и сохранять изотопные следы среды, в которой она образовалась.
Изотопы — это разновидности элемента с различным числом нейтронов. Их соотношение в материале варьируется в зависимости от способа его производства, представляя собой своего рода «химический штрихкод», который ученые могут использовать для отслеживания происхождения, механизма образования и возраста образца.
В образцах, взятых с зонда 73001/2 миссии «Аполлон-17», были обнаружены фрагменты троилита — соединения железа и серы, часто встречающегося в космосе.
Доттин и его команда хотят изучить изотопные соотношения серы в троолитах, чтобы узнать больше об истории Луны, уделяя особое внимание частицам, которые, по всей видимости, имеют вулканическое происхождение.
Астронавт Харрисон Шмитт на борту «Аполлона-17» использует прибор для сбора образцов на Луне (Фото: НАСА).
Неожиданные результаты исследований серы-33
В некоторых частях образца наблюдалась несколько более высокая концентрация серы-33, изотопный состав которой соответствует выбросам вулканических газов, как и предсказывали Доттин и его команда, изучавшие лунные вулканические породы.
Однако в других частях образца наблюдалась противоположная картина: доля изотопов серы-33 значительно снизилась.
«Ранее считалось, что изотопный состав серы в лунной мантии аналогичен земному», — объяснил Доттин. «Я ожидал этого при анализе этих образцов, но вместо этого мы обнаружили значения, которые сильно отличаются от всех, которые мы находили на Земле».
Ученые никогда не видели лунного образца с таким изотопным соотношением, и существует очень мало способов, которыми он мог образоваться.
Такой уровень истощения серы-33 предполагает взаимодействие серы с ультрафиолетовым излучением в разреженной атмосфере, что открывает две интригующие возможности. Обе указывают на то, что троилит является древним минералом.
Существуют две гипотезы о происхождении древней серы.
Первая возможность заключается в том, что сера образовалась на самой Луне примерно в то время, когда исследования показали наличие океана магмы, покрывающего зарождающуюся Луну. По мере охлаждения и кристаллизации этого океана сера-33 могла испариться с поверхности в первичную атмосферу Луны, оставив после себя более тяжелые изотопы.
Вторая гипотеза еще более интригующая. Ведущая гипотеза о формировании Луны гласит, что ранняя Земля столкнулась с объектом размером с Марс, называемым Теей, во время хаоса в ранней Солнечной системе.
Согласно некоторым теориям, образовавшиеся фрагменты остались на орбите Земли, слившись воедино и образовав Луну, в то время как часть Теи исчезла в недрах Земли.
Но части Теи могут остаться и на Луне. Исследователи предполагают, что её своеобразная лунная сера также могла происходить из Теи.
Невозможно сказать, какой сценарий более вероятен, но мы можем рассмотреть его последствия. Если сера подверглась фотохимическим изменениям, это может быть свидетельством древнего обмена веществами между поверхностью Луны и мантией, — сказал Доттин.
«На Земле существуют процессы тектоники плит, которые это обеспечивают, но на Луне — нет», — объяснил Доттин. «Поэтому идея о существовании какого-либо механизма обмена на ранней Луне очень интересна».
Наличие необычного количества серы также может опровергнуть гипотезу о том, что Луна образовалась из радиоактивной пыли, оставшейся после столкновения Земли и Теи. В этом случае сера была бы равномерно распределена по всей лунной мантии.
Это многообещающее открытие, и это всего лишь образец, хранившийся в гелиевой камере с 1970-х годов. Однако для разгадки этой тайны, вероятно, потребуется больше образцов из-за пределов Земли: с Луны, с Марса, возможно, даже с астероидов, и нам потребуется значительное время, чтобы их собрать.
Каково бы ни было их происхождение, эти частицы содержат самые необычные и древние следы серы, когда-либо обнаруженные на Луне, — едва заметные следы, которые позволяют нам заглянуть в самое начало формирования Солнечной системы.
Источник: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-ma-bi-an-mau-vat-hang-ti-nam-tuoi-lay-ve-tu-tau-apollo-17-20251126224829147.htm
Комментарий (0)