Ученые исследовали образцы лунного реголита, доставленного на Землю миссией «Чанъэ-5»
Луна приобрела вид швейцарского сыра из-за того, что небесные объекты врезались в ее поверхность, образовывая ударные кратеры. Сильное давление и температура во время столкновений также повлияли на камни и пыль, покрывающие лунную поверхность, изменив их минеральный состав и структуру.
Китайская миссия «Чанъэ-5» доставила на Землю 1,73 килограмма лунного реголита. Образец был получен в конце 2020 года и включал новый минерал, Чангезит-(Y), а также сложную комбинацию минералов кремнезема.
Исследователи из Академии наук Китая сравнили состав материала, полученного с «Чанъэ-5», с другими образцами лунного и марсианского реголита. Ученые изучили происхождение уникального состава лунного образца.
Астероиды и кометы сталкиваются с Луной на экстремальных скоростях, вызывая ударный метаморфизм в лунных породах. Это изменение температуры и давления происходит быстро и имеет отличительные особенности, включая образование полиморфов кремнезема, таких как стишовит и сейфертит, которые химически идентичны кварцу, но имеют различную кристаллическую структуру.
«Хотя поверхность Луны покрыта десятками тысяч ударных кратеров, минералы высокого давления редко встречаются в лунных образцах», — сказал автор статьи Вэй Ду. — «Одно из возможных объяснений этого заключается в том, что большинство минералов высокого давления нестабильны при высоких температурах. Следовательно, те, что образовались во время удара, могли подвергнуться ретроградному процессу.»
Однако фрагмент кремнезема в образце «Чанъэ-5» содержит как стишовит, так и сейфертит, минералы, которые теоретически сосуществуют только при гораздо более высоких давлениях, чем, по-видимому, испытывал образец.
Авторы определили, что сейфертит существует в виде фазы между стишовитом и третьим полиморфизмом кремнезема, α-кристобалитом, также присутствующим в образце.
«Другими словами, сейфертит мог образоваться из α-кристобалита в процессе сжатия, а часть образца превратилась в стишовит в ходе последующего процесса повышения температуры», — сказал Ду.
Эта миссия также доставила на Землю Чангезит-(Y), фосфатный минерал, характеризующийся бесцветными прозрачными столбчатыми кристаллами.
Исследователи оценили пиковое давление (11-40 ГПа) и продолжительность удара (0,1–1,0 секунды) при столкновении, которые сформировали образец. Объединив эту информацию с моделями ударной волны, они подсчитали, что ширина образовавшегося кратера составляет от 3 до 32 километров, в зависимости от угла удара.
Ученые предположили, что фрагмент кремнезема, вероятно, возник в результате столкновения, которое сформировало кратер Аристарх.
