Ученые из США и Франции показали, что замерзание вязкой суспензии кристаллов в горячем океане магмы Луны создало лунную кору. Модель, предложенная авторами, объясняет разнообразный состав магматических пород, обнаруженных на поверхности спутника Земли. Статья опубликована в журнале Geophysical Review Letters.
Более 50 лет назад астронавты Apollo 11 доставили на Землю образцы лунного грунта, которые состояли из относительно легких магматических пород — анортозитов, образовавшихся в начале истории Луны — 4,3–4,5 млрд лет назад. Похожие анортозиты, сформировавшиеся в результате кристаллизации магмы, присутствуют и на Земле. Однако для образования объемов пород, которые наблюдаются на Луне, потребовался бы огромный океан магмы.
Вероятно, Луна возникла при столкновении двух протопланет — один из обломков стал Землей, а второй — ее спутником. После столкновения Луна была настолько горячей, что ее мантия представляла собой океан магмы. Ранее считалось, что лунная кора образована легкими кристаллами, которые плавали на поверхности этого океана, тогда как более тяжелые затвердевали на его дне. Однако исследования поверхности Луны и лунных метеоритов показали, что анортозиты более разнообразны по своему составу, чем думали ученые. То есть жидкий океан магмы не мог быть их общим источником. Кроме того, возраст некоторых из них составляет более 200 млн лет, что не согласуется с затвердеванием океана, произошедшим около 100 млн лет назад.
Теперь ученые из Кембриджского университета и Высшей школы Лиона разработали математическую модель, описывающую формирование лунных анортозитов. Низкая гравитация Луны затрудняла оседание кристаллов, и долго время они существовали во взвешенном виде, превращая жидкий океан в вязкую суспензию, которая со временем становилась все более густой. Больше всего кристаллов скапливалось на поверхности, где океан охлаждался, а внутренняя горячая часть хорошо перемешивалась.
«Мы считаем, что именно из этой поверхности сформировалась лунная кора, поскольку легкий, обогащенный анортозитом расплав просачивался вверх из перемешивающейся кристаллической суспензии внизу, — рассказывает соавтор исследования Джером Нойфельд. — Мы полагаем, что охлаждение раннего магматического океана вызвало такую сильную конвекцию, что кристаллы оставались взвешенными в виде суспензии».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
