Предыдущая публикация
Образцы Chang'e-6 содержат первые свидетельства образования гематита в результате ударов на Луне
Совместная исследовательская группа из Института геохимии Китайской академии наук (IGCAS) и Шаньдунского университета впервые обнаружила кристаллический гематит (α-Fe2O3) и маггемит (γ-Fe2O3), образовавшиеся в результате крупного столкновения, в образцах лунного грунта, доставленных китайской миссией «Чанъэ-6» из бассейна Южный полюс — Эйткен (SPA). Это открытие, опубликованное в Science Advances 14 ноября https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady5169, является прямым доказательством наличия сильно окисленных материалов на поверхности Луны.Графическое изображение процесса образования оксидов железа в лунном образце «Чанъэ-6». Источник: IGCAS
--------------
Окислительно-восстановительные реакции и загадка окисления на Луне
Окислительно-восстановительные реакции являются фундаментальным компонентом формирования и эволюции планет. Тем не менее научные исследования показали, что ни содержание кислорода в недрах Луны, ни условия на поверхности Луны не способствуют окислению. В соответствии с этим многовалентное железо на Луне в основном находится в двухвалентном (Fe2+) и металлическом (Fe0) состояниях, что указывает на общее восстановленное состояние. Однако дальнейшие исследования Луны с помощью орбитальных аппаратов дистанционного зондирования в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах показали, что гематит широко распространён в высокогорных районах Луны.
Кроме того, более ранние исследования образцов, доставленных «Чанъэ-5», впервые выявили субмикронный магнетит (Fe3O4), образовавшийся в результате удара, а также следы Fe3+ в ударных стёклах. Эти результаты указывают на то, что во время процессов модификации лунной поверхности, вызванных внешними воздействиями, на Луне существовали локальные окислительные среды.
Однако, несмотря на прогресс в исследованиях, убедительных минералогических доказательств наличия на Луне сильно окисляющих минералов, таких как гематит, до сих пор не было. Кроме того, степень окисления и распространённость характерных окисленных минералов на поверхности Луны уже давно являются предметом ожесточённых споров.
Образцы из бассейна Спэ — новые доказательства
Бассейн Спэ — один из крупнейших и старейших ударных кратеров в Солнечной системе с чрезвычайно сложными масштабами и частотой столкновений — представляет собой идеальную природную лабораторию для изучения реакций окисления на поверхности Луны. Успешный возврат образцов грунта из бассейна Спэ в рамках миссии «Чанъэ-6» в 2024 году дал возможность найти сильно окисленные вещества, образовавшиеся в результате крупных столкновений.
Исследовательская группа впервые обнаружила в лунном грунте «Чанъэ-6» зёрна гематита микронного размера. С помощью комбинации методов микрозондовой электронной микроскопии, спектроскопии потерь энергии электронов и рамановской спектроскопии они подтвердили кристаллическую структуру и уникальные характеристики этих частиц гематита, а также то, что эти минералы являются первичными лунными компонентами, а не земными примесями.
В исследовании предполагается, что образование гематита тесно связано с крупными ударными событиями в истории Луны.Экстремальные температуры, возникающие в результате крупных столкновений, приводили к испарению поверхностных материалов, создавая кратковременную парофазную среду с высоким содержанием кислорода. В то же время этот процесс приводил к десульфурации троилита; высвободившиеся ионы железа окислялись в среде с высоким содержанием кислорода и осаждались из парофазы, образуя кристаллический гематит микронного размера. Этот гематит соседствует с магнитным магнетитом и маггемитом.
Последствия для лунного магнетизма и эволюции
Примечательно, что происхождение широко распространённых магнитных аномалий на поверхности Луны, в том числе в северо-западной части бассейна SPA, до сих пор плохо изучено. Учитывая тесную взаимосвязь между процессами окисления и образованием минералов-носителей магнетизма, это исследование предоставляет ключевые данные, основанные на образцах, для уточнения носителей и истории эволюции этих лунных магнитных аномалий.
Это исследование опровергает устоявшееся мнение о том, что поверхность Луны полностью разрушена. Оно также даёт важные подсказки для расшифровки эволюции лунных магнитных аномалий и механизмов, лежащих в основе крупных столкновений, тем самым углубляя наше понимание эволюции Луны.
--------------
Окислительно-восстановительные реакции и загадка окисления на Луне
Окислительно-восстановительные реакции являются фундаментальным компонентом формирования и эволюции планет. Тем не менее научные исследования показали, что ни содержание кислорода в недрах Луны, ни условия на поверхности Луны не способствуют окислению. В соответствии с этим многовалентное железо на Луне в основном находится в двухвалентном (Fe2+) и металлическом (Fe0) состояниях, что указывает на общее восстановленное состояние. Однако дальнейшие исследования Луны с помощью орбитальных аппаратов дистанционного зондирования в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах показали, что гематит широко распространён в высокогорных районах Луны.
Кроме того, более ранние исследования образцов, доставленных «Чанъэ-5», впервые выявили субмикронный магнетит (Fe3O4), образовавшийся в результате удара, а также следы Fe3+ в ударных стёклах. Эти результаты указывают на то, что во время процессов модификации лунной поверхности, вызванных внешними воздействиями, на Луне существовали локальные окислительные среды.
Однако, несмотря на прогресс в исследованиях, убедительных минералогических доказательств наличия на Луне сильно окисляющих минералов, таких как гематит, до сих пор не было. Кроме того, степень окисления и распространённость характерных окисленных минералов на поверхности Луны уже давно являются предметом ожесточённых споров.
Образцы из бассейна Спэ — новые доказательства
Бассейн Спэ — один из крупнейших и старейших ударных кратеров в Солнечной системе с чрезвычайно сложными масштабами и частотой столкновений — представляет собой идеальную природную лабораторию для изучения реакций окисления на поверхности Луны. Успешный возврат образцов грунта из бассейна Спэ в рамках миссии «Чанъэ-6» в 2024 году дал возможность найти сильно окисленные вещества, образовавшиеся в результате крупных столкновений.
Исследовательская группа впервые обнаружила в лунном грунте «Чанъэ-6» зёрна гематита микронного размера. С помощью комбинации методов микрозондовой электронной микроскопии, спектроскопии потерь энергии электронов и рамановской спектроскопии они подтвердили кристаллическую структуру и уникальные характеристики этих частиц гематита, а также то, что эти минералы являются первичными лунными компонентами, а не земными примесями.
В исследовании предполагается, что образование гематита тесно связано с крупными ударными событиями в истории Луны.Экстремальные температуры, возникающие в результате крупных столкновений, приводили к испарению поверхностных материалов, создавая кратковременную парофазную среду с высоким содержанием кислорода. В то же время этот процесс приводил к десульфурации троилита; высвободившиеся ионы железа окислялись в среде с высоким содержанием кислорода и осаждались из парофазы, образуя кристаллический гематит микронного размера. Этот гематит соседствует с магнитным магнетитом и маггемитом.
Последствия для лунного магнетизма и эволюции
Примечательно, что происхождение широко распространённых магнитных аномалий на поверхности Луны, в том числе в северо-западной части бассейна SPA, до сих пор плохо изучено. Учитывая тесную взаимосвязь между процессами окисления и образованием минералов-носителей магнетизма, это исследование предоставляет ключевые данные, основанные на образцах, для уточнения носителей и истории эволюции этих лунных магнитных аномалий.
Это исследование опровергает устоявшееся мнение о том, что поверхность Луны полностью разрушена. Оно также даёт важные подсказки для расшифровки эволюции лунных магнитных аномалий и механизмов, лежащих в основе крупных столкновений, тем самым углубляя наше понимание эволюции Луны.
Следующая публикация
Нет комментариев