Ученые долго не могли понять, как миллиарды лет назад появилась лунная магма. Теперь они смогли воссоздать реакцию и подтвердили, что магма Луны образовалась три с половиной миллиарда лет назад из нагретого базальта с высоким содержанием титана. Базальт, в свою очередь, появился в ходе реакции ильменитсодержащих горных пород. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.
Первые доказательства существования лунной магмы привезли на Землю миссии NASA в 60–70-х годах прошлого века — тогда космонавты взяли образцы затвердевшей древней лавы из лунной коры. Изучив их, исследователи обнаружили необычно высокую концентрацию титана (Ti). Позже выяснилось, что эта магма, также известная как «базальт с высоким содержанием титана», широко распространена по всему спутнику. Однако ученые так и не смогли установить ее природу.
«До сих пор модели не могли воссоздать состав магмы, соответствующий химическим и физическим характеристикам базальтов с высоким содержанием титана. Оказалось особенно трудно объяснить их низкую плотность, которая позволила твердым веществам извергнуться около трех с половиной миллиардов лет назад», — рассказал Мартин Клавер, соавтор исследования из Мюнстерского университета.
Международная команда ученых решила воссоздать реакцию, породившую магму. Три с половиной миллиарда лет назад в недрах Луны произошла реакция, в которую вступили ильменитсодержащие горные породы, минералы оливин и ортопироксен. Горные породы нагрелись под влиянием двух веществ и изменили химические и физические свойства лунных пород, породив жидкую базальтовую массу.
Для повтора реакции исследователи взяли те же самые горные породы и минералы, содержащие железо и магний. При высокой температуре они соединили все образцы и получили сверхгорячие базальты с большим количеством титана. Затем ученые измерили изотопы элементов с помощью диффузионной модели, которая показала, как вещества проникали друг в друга. В изотопном составе остались частично расплавленные ильменитсодержащие породы, а сам он практически полностью соответствует лунной застывшей магме.
Затем исследователи объединили высокотемпературный лабораторный эксперимент и изотопные анализы лунных образцов. Так они подтвердили выводы о процессе образования магмы.
Автор: Ксения Земскова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
