Місяць іржавіє – завдяки «вітру» з Землі

Джерело: Nature

Вчені виявили, що частинки кисню, які переносяться з Землі на Місяць, можуть перетворювати місячні мінерали на гематит, відомий як іржа. Це відкриття підкреслює глибокий зв’язок між Землею та її супутником і демонструє, як Місяць зберігає геологічний запис цих взаємодій, зазначає планетолог Зіліанг Джін з Університету науки і технологій Макао в Китаї.

Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Geophysical Research Letters, більшу частину часу як Земля, так і Місяць омиваються потоком заряджених частинок від Сонця. Однак приблизно п’ять днів на місяць Земля проходить між Сонцем і Місяцем, блокуючи більшість сонячних частинок. У цей період Місяць переважно піддається впливу частинок, які раніше були частиною земної атмосфери і вирвалися в космос – явище, відоме як “земний вітер”.

Цей “вітер” містить іони різних елементів, зокрема водню, кисню та азоту. Коли ці заряджені частинки вдаряються об Місяць, вони можуть вбудовуватися в верхні шари місячного ґрунту і запускати хімічні реакції.

У 2020 році вчені повідомили, що індійська місія Chandrayaan-1 виявила гематит поблизу полюсів Місяця. Гематит – це мінерал, багатий на залізо, який утворюється, коли гірські породи реагують з водою та киснем. Однак хімічне середовище Місяця не сприяє присутності кисню, що означає, що кисень для гематиту міг надійти з іншого джерела. Автори дослідження 2020 року припустили, що це міг бути “земний вітер”.

Щоб перевірити цю ідею, Джін та його колеги провели лабораторні експерименти. Вони імітували “земний вітер”, прискорюючи іони водню та кисню до високих енергій, а потім спрямовували їх на монокристали залізоносних мінералів, відомих на Місяці.

Обстріл мінералів високоенергетичним киснем призвів до перетворення деяких кристалів на гематит. А обстріл гематиту воднем спричинив повернення частини його до заліза. Результати показують, що Місяць зазнає багатьох хімічних і мінералогічних змін, проходячи через “земний вітер” щомісяця, каже Джін. Найважливіше, вони демонструють, що кисень у “земному вітрі” може утворювати гематит на Місяці.

“Це чудовий експеримент”, – коментує Шуай Лі, планетолог з Університету Гаваїв у Маноа, який очолював команду, що зробила відкриття 2020 року. “Це дуже розумний дизайн”, який допомагає розібратися в різних факторах, що сприяють утворенню гематиту на Місяці.

Лі зазначає, що хотів би, аби майбутня місія повернула зразки місячного гематиту, щоб дослідники могли проаналізувати кисень і підтвердити, що він походить саме з “земного вітру”.

Слабкі радіосигнали водню з раннього Всесвіту можуть стати ключем до розв’язання однієї з найбільших загадок сучасної фізики – маси частинок темної матерії. Міжнародна група науковців за допомогою комп’ютерних симуляцій показала, що майбутні місячні обсерваторії здатні відрізнити теплу темну матерію від холодної.