Данные радара указывают на металлы в недрах Луны

Радар указывает на то, что Луна более металлическая, чем предполагали исследователи


Охота за льдом, скрывающимся в полярных лунных кратерах, привела к неожиданной находке, которая, вероятно, поможет прояснить историю формирования нашей Луны.

С помощью миниатюрного радиочастотного прибора (Mini-RF) на космическом аппарате Лунный разведывательный спутник (LRO) учёные обнаружили новые доказательства того, что недра Луны могут содержать больше металлов, таких как железо и титан, чем ранее предполагалось.
Это открытие, опубликованное 1 июля в журнале "Научные заметки о Земле и других планетах" (Earth and Planetary Science Letters), возможно, поможет установить более тесную связь между Землёй и Луной.

"Спутник LRO и его радиолокационный инструмент продолжают удивлять нас новыми открытиями относительно происхождения и сложности нашего ближайшего космического соседа", - говорит Уэс Паттерсон, главный исследователь команды Mini-RF из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса, соавтор исследования.

Данные указывают на то, что Луна является продуктом столкновения протопланеты размером с Марс и молодой Земли, который образовался в результате гравитационного коллапса оставшегося после столкновения облака фрагментов и пыли. Следовательно, общий химический состав Луны достаточно близок к земному.

Однако, если подробнее рассмотреть химический состав Луны, в её истории открывается много неясностей.
Например, на светлых равнинах поверхности Луны, называемых лунными нагорьями, породы содержат меньшее количество металлоносных минералов по сравнению с Землёй. Это можно было бы объяснить, если до столкновения Земля успела бы полностью дифференцироваться на ядро, мантию и кору, оставив Луну в значительной мере обеднённой металлами.
Но обратимся к лунным морям - обширным, более тёмным равнинам - там содержание металлов даже больше, чем во многих горных породах на Земле.

Это несоответствие озадачило учёных, что привело к многочисленным вопросам и гипотезам относительно того, насколько сильно протопланета могла повлиять на эти различия. Команда по анализу данных прибора Mini-RF выявила любопытную закономерность, которая может привести к ответу.

Используя Mini-RF, учёные пытались измерить электрические свойства лунного грунта на дне кратеров в северном полушарии Луны.
Диэлектрическая проницаемость - это величина, которая сравнивает способности материалов относительно космического вакуума передавать электрические поля и помогает определить местонахождение льда, скрывающегося в тени кратеров.
Однако, команда учёных заметила, что эта величина растёт с увеличением размера кратеров.

Для кратеров шириной примерно от 2 до 5 километров диэлектрическая проницаемость материала неуклонно возрастала по мере увеличения их размера, но для кратеров шириной от 5 до 20 километров диэлектрические свойства оставались постоянными.

Выявление этой закономерности открыло двери для новой возможности. Учёные пришли к выводу, что увеличение диэлектрической проницаемости пыли в более крупных кратерах может быть результатом выбросов на поверхность залегающих в недрах оксидов железа и титана при мощных метеоритных ударах. Диэлектрические свойства напрямую связаны с концентрацией этих металлических минералов.

Если их гипотеза верна, это означало бы, что только первые несколько сотен метров поверхности Луны скудны оксидами железа и титана, но под поверхностью их количество устойчиво возрастает вплоть до богатых месторождений.

Сравнивая радиолокационные изображения кратеров от прибора Mini-RF с картами оксидов металлов, составленными по данным от широкоугольной камеры LRO, японской миссии Кагуя (Kaguya) и космического аппарата Лунный разведчик (Lunar Prospector), команда учёных обнаружила именно то, что предполагалось.
Крупные кратеры с высоким содержанием диэлектрического материала содержат также больше металлов, а это свидетельствует о том, что из глубин в 0,5-2 километра было выброшено на поверхность большее количество оксидов железа и титана, чем с глубины в 0,2-0,5 километра.

Эти результаты согласуются с недавно полученными данными от миссии GRAIL (это программа изучения гравитационного поля и внутреннего строения Луны), которые предполагают, что значительная масса плотного материала залегает всего в нескольких десятках или сотнях километров под огромным бассейном на южном полюсе Луны под названием Айткен, это указывая на то, что плотные материалы не равномерно распределены в лунных недрах.

Команда учёных подчёркивает, что новое исследование не может напрямую ответить на нерешённые вопросы о формировании Луны, но оно действительно уменьшает неопределенность в вопросах распределения оксидов железа и титана в лунных недрах и предоставляет критические доказательства, необходимые для лучшего понимания формирования Луны и её связи с Землёй.

Стремясь узнать больше, исследователи приступили к исследованиям кратеров в южном полушарии Луны, чтобы проверить там наличие подобных тенденций.





Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ goddard/ 2020/ moon-more-metallic-than-thought/