Необычное открытие было сделано учеными из Гавайского университета при анализе данных, собранных индийским лунным орбитальным аппаратом Chandrayaan-1. Исследование выявило в полярных районах Луны присутствие гематита – это форма оксида железа, которая обычно формируется в присутствии воды и кислорода. И это озадачило ученых.
Наблюдения Chandrayaan-1 позволили специалистам нанести на карту распределение водяного льда и ряда минералов – карта составлялась с помощью прибора Moon Mineralogy Mapper (М3), разработанного Лабораторией реактивного движения NASA. Спектральный анализ показал, что минералогический состав полярных регионов отличается от других. Подробное изучение спектра позволило обнаружить признаки содержания гематита. Но на Луне нет в достаточной мере кислорода и жидкой воды, чтобы образовался такой оксид железа.
Более того, Луна постоянно подвергается бомбардировке заряженными частицами солнечного ветра, однако они являются восстановителями, тогда как для формирования гематита нужны окислители. Так что солнечный ветер был бы дополнительным препятствием для образования гематита. Словом, Луна – одно из самых неподходящих мест для образования гематита. Но он там есть. Авторы исследования попытались выяснить, как он там мог образоваться, отталкиваясь от необходимых ингредиентов. С железом проблем нет – его на Луне достаточно.
Сложнее всего с кислородом, ведь на Луне нет атмосферы. А источником кислорода может быть… Земля. Часть атмосферы Земли постоянно выдувается тем же солнечным ветром, что формирует своеобразный хвост, который всегда направлен от Земли в сторону, противоположную Солнцу. В 2007 году японский зонд Kaguya обнаружил, что кислород из верхних слоев атмосферы Земли может «путешествовать» достаточно далеко по магнитному хвосту планеты, достигая орбиты Луны. Это согласуется с тем, что гематита гораздо больше обнаружено на стороне Луны, обращенной к Земле. Земной кислород попадает на Луну, когда та оказывается в «хвосте» Земли на своем орбитальном пути, и может помочь формироваться гематиту. Также в этот период Земля как бы загораживает Луну от потока солнечного ветра, действующего как восстановитель, что ускоряет процесс окисления.
Что касается воды, то как раз в полярных регионах ее было обнаружено в виде льда достаточно много – в затененных участках кратеров. Хотя гематиты не всегда находятся рядом с такими кратерами. Предыдущие исследования показывали, что на поверхности Луны содержатся в незначительном количестве гидроксильные группы, и молекулы воды могут переноситься частицами пыли, поднимаемыми ударами микрометеоритов. А энергия от этих ударов может ускорять процесс окисления. Когда складываются все части этого паззла, происходит реакция с образованием гематита.
