Місячні базальти з Океану Бур, зразки яких були привезені на Землю китайською місією «Чан'е-5», виявилися наймолодшими на Місяці. За ізотопами свинцю вчені оцінили їх у 1,97 мільярда років, а походження пов'язали з вулканічною активністю. Але на той час її на Місяці вже не мало бути, тож дослідникам ще належить пояснити появу настільки молодих порід, повідомляється у Science.
Енергодисперсійна спектроскопія двох привезених «Чан'е-5» зразків. Xiaochao Che et al. / Science, 2021
Що «Чан'е-5» привіз з Океану Бур?
Океан Бур – це величезна місцевість на Місяці, яка займає до чверті його видимої сторони, і являє собою величезну базальтову рівнину, яка досить слабко вкрита кратерами. Невелика кількість кратерів на поверхні вказує на те, що вона є відносно молодою. Втім, досі астрономи не могли оцінити, наскільки молодою є місячна поверхня.
Океан Бур став перспективним місцем для дослідження завдяки високим концентраціям титану і торію, оскільки за їхніми ізотопами можна буде і приблизно оцінити вік. Тож його обрали як посадковий майданчик для китайського апарату «Чан'е-5», який мав вперше за 44 роки знову привезти зразки місячного ґрунту на Землю. За два тижні він повернувся з двома зразками, за дослідження яких і взялися спеціалісти з Університету Вашингтона у Сент-Луїсі.
Як визначили вік зразків?
Обидва зразки показали приблизно однаковий хімічний склад, і у ньому дійсно багато оксиду титану та торію. Крім того, з-поміж звичайних для Місяця олівінів та піроксенів,у суміші знайшли аномально високий вміст залізовмісних мінералів. Усе разом це свідчить про те, що утворилися ці породи в умовах високої температури, причому джерелом цієї температури міг бути радіоактивний розпад того самого торію, що його знайшли у зразках. Вік порід визначали за лінійною моделлю того, як змінювався ізотопний склад свинцю на Місяці протягом 4,5 мільярдів років його існування.
Дослідники очікували, що він покаже цифру, ближчу до верхньої оцінки віку Місяця — приблизно від 1,2 мільярда років (верхня складає 3,2 мільярда). Але ізотопний аналіз не збігся з оцінками на основі кількості кратерів, та оцінив вік базальтів у 1963 мільйонів років — на мільярд років менше за ті, що були видобуті експедиціями «Аполлон».
Як дослідники пояснюють вік порід?
Аномально низький вік порід створив проблему для дослідників Місяця. Річ у тім, що така оцінка віку означає, що приблизно два мільярди років тому на поверхню Місяця виливалася лава. А усі геофізичні моделі показують, що її у надрах Місяця не залишилося ще три мільярди років тому. То звідки ж узялися базальти Океану Бур?
Спочатку вчені вирішили, що зразки, видобуті «Чан'е-5» були шматками породи, яка була розігріта до високих температур внаслідок метеоритних ударів. Вони дослідили зразки на сліди різких ударних впливів і виявили, що вони були занадто слабкими для того, аби викликати таке співвідношення ізотопів свинцю. Тобто це дійсно була лава, яка виливалася на поверхню Місяця. Причому високий вміст заліза вказує, що це була магма із мантії Місяця.
Як пояснення аномально молодих базальтів авторами статті пропонується кілька теорій, які так чи інакше зводяться до того, що під поверхнею місяця вже після того, як його ядро повністю застигло, залишилася велика «кишеня» із високим вмістом торію. Радіоактивний розпад цього торію і викликав розплавлення навколишніх порід, яке зрештою призвело до вулканізму та утворило на поверхні Місяця Океан Бур.
Китайські апарати «Чан'е» активно допомагають в оцінці віку Місяця. Так нещодавно за їхніми даними штучному інтелекту вдалося підрахувати кількість кратерів на супутнику, а більше про китайські досягнення на Місяці можна почитати у нашому матеріалі «Більше не Піднебесна».