Стеклянная бусина с ударным кратером диаметром всего 9 мкм является источником потусторонних соединений оксида титана.
Китайский спускаемый аппарат «Чанъэ-5» вернулся на Землю 16 декабря 2020 года с первым образцом, доставленным с Луны с 1976 года. В образце весом примерно 1,7 кг исследователи обнаружили стеклянную бусину с ямкой диаметром около 9 мкм, образовавшуюся в результате воздействия куска быстро перемещающейся космической пыли, известного как микрометеорит. На краю крошечного кратера они обнаружили два минерала на основе титана — тригональный и триклинный Ti2O, — которые ранее не встречались на Луне и не встречаются в природе на Земле.
На сегодняшний день это седьмой и восьмой новые минералы, обнаруженные на Луне, как описано учеными Сяоцзя Цзэн, Яньсюэ Ву и их коллегами.
Над Землей трение, создаваемое метеорами, движущимися через атмосферу, замедляет их и может сжечь, в зависимости от их размера и скорости. Однако над Луной и другими безвоздушными телами нет атмосферного буфера между космическим мусором и каменистой поверхностью. Таким образом, Луна подвергается бомбардировке не только большими метеорами и астероидами, которые породили ее знаменитую кратерированную поверхность, но и крошечными метеорами размером с пыль, которые движутся с высокими скоростями — до 20 км/с, что примерно в 30 раз быстрее, чем движется сама Луна. Эти удары микрометеоритов имеют решающее значение для выветривания лунной поверхности.
Стеклянная бусина с кратерами, по мнению Цзэна, Ву и коллег, богата железом и, вероятно, образовалась в результате более крупного столкновения метеорита в лунных морях — обширных темных базальтовых равнинах, которые заполняют древние ударные бассейны. С помощью сканирующей электронной микроскопии исследователи идентифицировали на поверхности бусины минералы ильменит, троилит и апатит.
Ильменит, распространенный в морских регионах Луны, представляет собой минерал оксида титана и железа и вероятный источник титана, который сформировал два новых минерала. Чтобы пролить свет на химические и физические реакции, происходящие во время удара микрометеорита, исследователи сосредоточились на ударном кратере на поверхности бусины.
Ученые использовали просвечивающую электронную микроскопию, чтобы изучить крошечные (100–300 нм) отложения оксида титана на краю кратера и наблюдать структуры решетки, которые определяют их минеральные фазы. Исследователи полагают, что минералы образовались в результате испарения ильменита во время удара, который разорвал его составные элементы. Титан и кислородная плазма затем быстро воссоединились и отложились на поверхности стеклянной бусины. Такие минералы были искусственно созданы в лабораториях с помощью аналогичного процесса импульсного лазерного осаждения.
Цзэн говорит, что есть две причины, по которым мы, вероятно, не видим минералы, встречающиеся на Земле в природе: отсутствие высокоскоростных микрометеоритов и присутствие воды и кислорода в атмосфере, которые могут изменить реакции, ведущие к отложению минералов после удара. Учитывая обилие ударов ильменита и микрометеоритов на лунную поверхность, исследователи ожидают, что эти продукты космического выветривания должны присутствовать во всех морских регионах. Но поскольку отложения настолько малы (всего несколько сотен нанометров), вполне возможно, что они были упущены из виду в предыдущих образцах, взятых с Луны.
Оригинал статьи можно прочитать здесь.
Еще больше удивительных космических открытий в можете найти на нашем сайте «Совятня» в рубрике «Космос».
