На Луне обнаружен гематит

Железо очень активно взаимодействует с кислородом, образуя красноватую ржавчину, обычно наблюдаемую на Земле. Но поверхность и внутренняя часть Луны практически лишены кислорода, поэтому там преобладает чистое металлическое железо, а сильно окисленное железо не было подтверждено в образцах, возвращенных миссией Аполлон. Кроме того, водород в солнечном ветре разрушает поверхность Луны, что препятствует окислению. Итак, присутствие на Луне сильно окисленных железосодержащих минералов, таких как гематит, является неожиданным открытием.

«Наша гипотеза заключается в том, что лунный гематит образуется в результате окисления железа на поверхности Луны кислородом из верхних слоев атмосферы Земли, который непрерывно выдувается на поверхность спутника солнечным ветром, когда он находится в хвосте магнитосферы Земли в течение последних нескольких миллиардов лет», - сказал Шуай Ли, помощника исследователя Гавайского института геофизики и планетологии (HIGP) в Школе океанических и геологических наук и технологий UH M?noa (SOEST).

Чтобы сделать это открытие, Ли, профессор HIGP Пол Люси и соавторы из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) проанализировали данные гиперспектрального отражения, полученные с помощью прибора Moon Mineralogy Mapper (M3), разработанного JPL для индийской миссии Chandrayaan-1.

Это новое исследование было вдохновлено предыдущим открытием Ли водяного льда в полярных регионах Луны в 2018 году.

«Во время исследования данных M3 о полярных регионах, я обнаружил, что некоторые спектральные особенности и структуры отличаются от тех, которые мы видим на более низких широтах или в образцах Аполлона», - сказал Ли. «Мне было любопытно, возможно ли, что на Луне есть реакция воды и породы. После нескольких месяцев исследований я понял, что вижу след гематита».

Команда обнаружила, что места, где присутствует гематит, сильно коррелируют с содержанием воды на высоких широтах Ли и других, обнаруженных ранее, и больше сосредоточены на ближней стороне, которая всегда обращена к Земле.

«Гематит на лунной стороне предполагает его связь с Землей», - сказал Ли. «Это напомнило мне открытие японской миссии Кагуя о том, что кислород из верхних слоев атмосферы Земли может быть доставлен на поверхность Луны солнечным ветром, когда Луна находится в хвосте магнитосферы Земли. Таким образом, атмосферный кислород Земли может быть основным окислителем для производства гематита. Воздействие воды и межпланетной пыли также могло сыграть решающую роль».

«Интересно, что гематит не совсем отсутствует на обратной стороне Луны, куда кислород Земли, возможно, никогда не попадал, хотя наблюдалось гораздо меньше облучений», - сказал Ли. «Крошечное количество воды, наблюдаемое в высоких широтах Луны, участвовало в процессе образования гематита на обратной стороне Луны, что имеет важное значение для интерпретации наблюдаемого гематита на некоторых бедных водой астероидах типа S».

«Это открытие изменит наши представления о полярных регионах Луны», - сказал Ли. «Земля могла сыграть важную роль в эволюции поверхности Луны».

Исследовательская группа надеется, что миссии НАСА ARTEMIS сможет вернуть образцы гематита из полярных регионов. Химические сигнатуры этих образцов могут подтвердить их гипотезу о том, окисляется ли лунный гематит кислородом Земли, и могут помочь выявить эволюцию атмосферы Земли за последние миллиарды лет.