Ученые открыли лунную скалу и обнаружили огромный сюрприз
Крошечный образец Луны, который был заперт более 50 лет назад, скрывал астрономическую тайну.
В пыли троилита, собранной Аполлоном 17 в 1972 году, ученые обнаружили материал, который может быть столь же старым или даже более старым, чем сама Луна, реликвия ранней Солнечной системы возрастом 4,5 миллиарда лет.
«Моя первая мысль была: «Святые шмолии, это не может быть правильно», — говорит ученый-планетолог Джеймс Доттин из Университета Брауна в США.
«Мы вернулись, чтобы убедиться, что все сделали правильно, и мы сделали это. Это просто очень удивительные результаты.»
Связанные с: Кьюриосити открыл скалу на Марсе и обнаружил огромный сюрприз
В 1960-х и начале 1970-х годов астронавты НАСА привезли на Землю в общей сложности 382 килограмма (842 фунта) лунного материала для изучения в лабораториях, которые имели полный набор оборудования, недоступного на Луне.
Однако эти ученые знали, что в один прекрасный день более передовые технологии значительно превзойдут их оборудование, поэтому они запечатали некоторые образцы породы, чтобы сохранить их на то время.
Это один из сохранившихся образцов, который Доттин и его команда изучили, используя масс-спектрометрию, чтобы определить происхождение серы в образце.
Сера является важным элементом для понимания геологической истории объекта, она может связываться с металлами, такими как железо, перемещаться между ядром планеты, мантией и атмосферой, и сохранять изотопные отпечатки окружающей среды, где она сформировалась.
Изотопы — это версии элемента с разным количеством нейтронов. Их соотношения внутри материала различаются в зависимости от того, как был сделан этот материал — своего рода химический штрих-код, который ученые могут использовать для отслеживания происхождения образца, механизма образования и возраста.
** Связанный: Человек держит камень в течение многих лет, надеясь, что это золото.
Образец в проезжей части 73001/2 Аполлона-17 содержал фрагменты троилита, соединения железа и серы, наиболее часто встречающегося в космосе.
Доттин и его команда хотели изучить соотношение изотопов серы в троилите, чтобы узнать больше об истории Луны, в частности, о зерне, которое выглядело как вулканическое по происхождению.
Некоторые части образца имели слегка повышенный уровень серы-33, изотопный рисунок, соответствующий вулканической дегазации, а также ожидания Доттина и команды лунных вулканических пород.
Больше в науке
Но затем другие части образца показали обратное: изотопные соотношения шокирующе истощены в серы-33.
«До этого считалось, что лунная мантия имеет такой же изотопный состав серы, как и Земля», — объясняет Доттин.
«Я ожидал увидеть это при анализе этих образцов, но вместо этого мы увидели значения, которые сильно отличаются от всего, что мы находим на Земле», — сказал он.
Официально: ученые подтвердили, что находится внутри нашей Луны
Никогда ранее ученые не видели лунные образцы с таким соотношением изотопов, и есть ограниченные способы его формирования. Этот уровень истощения серы-33 свидетельствует о взаимодействии между серой и ультрафиолетовым светом в тонкой атмосфере, что повышает две интригующие возможности — обе из которых предполагают, что троилит является древним.
Первая возможность состоит в том, что сера образовалась на самой Луне, в то время, когда исследования предполагают, что океан магмы покрыл новорожденную Луну.По мере того, как этот океан охлаждался и кристаллизовался, сера-33, возможно, испарилась с поверхности в первозданную атмосферу Луны, оставив позади более тяжелые изотопы.
Второй вариант еще более интригующий. Ведущая теория формирования Луны заключается в том, что новорожденная Земля была врезана в пинболовый хаос ранней Солнечной системы объектом размером с Марс по имени Тейя.
Некоторые теории предполагают, что образовавшийся мусор остался на орбите Земли, слившись с Луной, в то время как некоторые из Тейи исчезли в кишках Земли.
Но некоторые из Тейи, возможно, остались на Луне. И, возможно, исследователи говорят, что их странная лунная сера, возможно, возникла и на Тейе.
Невозможно сказать, какой сценарий более вероятен, но мы можем рассмотреть последствия в любом случае.
Если сера была фотохимически изменена, это может быть свидетельством древнего обмена материалами с лунной поверхности на мантию.
«На Земле у нас есть тектоника плит, которая делает это, но Луна этого не делает», — объясняет Доттин.
«Так что идея какого-то механизма обмена на ранней Луне захватывает».
Наличие причудливой серы также могло бы исключить идею о том, что Луна слилась из пыльных осадков удара Земля-Тея.Если бы это произошло, то сера была бы равномерно распределена по всей лунной мантии.
Это головокружительный материал, и это всего лишь один образец, который сидит запертым в гелиевой камере с 1970-х годов.
Но для разрешения этой загадки, вероятно, потребуется больше внеземных образцов: с Луны, с Марса, возможно, даже с астероидов. На сбор этого потребуется время.
Каково бы ни было его происхождение, эти зерна сохраняют самую странную, самую старую сигнатуру серы, когда-либо найденную на Луне, след хлебных крошок, ведущий нас к самому образованию Солнечной системы.
Результаты исследования опубликованы в журнале JGR Planets.
