Индийский космический зонд "Чандраян-1" обнаружил на Луне скопления гематита — минерала, который образуется только в присутствии кислорода и воды. В статье, опубликованной в журнале Science Advances, ученые рассматривают возможные варианты появления на поверхности спутника Земли этого похожего на ржавчину минерального образования.
В 2008 году спектрометр Moon Mineralogy Mapper (М3) на борту "Чандраян-1" нашел на Луне воду в виде льда в ее полярных областях.
Сейчас же, при расшифровке данных того же прибора, который был сконструирован НАСА, американские исследователи из Лаборатории реактивного движения увидели спектральные линии, соответствующие оксиду железа гематиту (Fe2O3).
Гематит — это обычный продукт окисления содержащих железо горных пород, который распространен на Земле, Марсе и в некоторых астероидах. Именно "ржавые" окислы железа придают Красной планете ее оттенок. Но на Луне, где нет кислорода и жидкой воды, гематита, по идее, не должно быть.
Кроме того, поверхность Луны подвержена постоянной бомбардировке частицами солнечного ветра, в составе которого присутствует водород — сильнейший восстановитель. А для образования гематита нужна окислительная среда. Землю от солнечного ветра защищает магнитное поле, но у Луны его нет.
"Сначала я совершенно не поверил этому. Гематит, исходя из условий, на Луне не должен образовываться, — приводятся в пресс-релизе Лаборатории реактивного движения слова одного из авторов статьи Эбигейла Фрэмана (Abigail Fraeman). — Но с тех пор, как мы обнаружили на Луне воду, мы стали предполагать, что там может быть большее разнообразие минералов, если эта вода вступала в реакции с лунными породами".
Спектры М3 показывают, что полюса Луны имеют совсем другой состав, чем остальная ее часть. Ученые предполагают, что вода взаимодействует с горными породами, образуя множество минералов, которые отсутствовали в пробах лунного грунта, в свое время доставленного на Землю.
В статье авторы описывают модель, объясняющую, как железная ржавчина могла образоваться в лунной среде. Источником кислорода, по мнению исследователей, была атмосфера Земли. В 2007 году японский искусственный спутник Луны "Кагуя" обнаружил, что кислород из верхних слоев атмосферы Земли может путешествовать "на заднем хвосте магнитосферы", достигая Луны.
Это согласуется с данными М3, указывающими на большее количество гематита на ближней к Земле стороне Луны. Кроме того, как пишут авторы в статье, Луна с течением времени постепенно удаляется от Земли, а несколько миллиардов лет назад, когда две планеты были ближе друг к другу, больше кислорода достигало лунной поверхности.
Та же магнитосфера Земли, по мнению ученых, частично защищает и от солнечного ветра. Расчеты показывают, что в определенные орбитальные периоды Луны магнитное поле Земли блокирует до 99 процентов ионизирующего излучения Солнца.
Остается вода. Авторы признают, что водяного льда на полюсах для объяснения "загадки гематита" недостаточно, так как это оксид железа был обнаружен в том числе далеко за пределами ледяных скоплений. Поэтому они предлагают другой вариант — космическая пыль, оседающая на поверхность Луны.
Она сама может нести молекулы воды, а также способствовать их высвобождению из лунных пород при ударных взаимодействиях. Кроме того, тепло от этих ударов увеличивает скорость окисления.
Итак, по мнению исследователей, в самый подходящий момент, когда Луна была защищена от солнечного ветра "хвостом" земной магнитосферы, доставлявшим кислород, на ее поверхности, бомбардируемой космическими частицами пыли, вполне могла протекать реакция окисления железа с образованием минеральной ржавчины.