Используя данные, полученные миниатюрным инструментом Mini-RF, установленном на борту зонда LRO (НАСА), группа американских исследователей охарактеризовала пыль, находящуюся на дне лунных кратеров, и обнаружила доказательства того, что лунная поверхность может быть намного более богатой такими металлами, как железо и титан.
Имеющиеся на сегодняшний день доказательства указывают на то, что Луна образовалась после столкновения протопланеты размером с Марс (Тейя) с молодой Землёй. Следовательно, общий химический состав Луны должен быть достаточно сильно похож на состав Земли.
Однако, не всё так просто. Например, породы в лунном нагорье содержат меньшее количество металлосодержащих минералов чем наша планета.
Это открытие могло бы быть объяснено, если бы Земля до столкновения полностью сформировалась и уже имела ядро, мантию и кору, оставив тем самым Луну без значительного количества металлов. Но изобилие металлов на Луне намного выше, чем у многих камней на Земле.
Это несоответствие озадачило учёных-планетологов, что привело к многочисленным вопросам и гипотезам относительно того, насколько большой была протопланета.
В новой работе исследователь Эссам Хегги и его коллеги из Университета Южной Калифорнии обнаружили любопытную закономерность, которая может дать ответ.
Используя прибор Mini-RF, они измерили электрическое свойство (называемое диэлектрической проницаемостью) лунного грунта, находящегося на дне кратеров в северном полушарии Луны.
Они заметили, что это свойство увеличивается с увеличением размера кратера. Для кратеров шириной 2-5 км. (1-3 миль) диэлектрическая проницаемость постоянно увеличивалась с увеличением размера кратеров, но для кратеров шириной 5-20 км. (3-12 миль) параметр оставался постоянным.
“Это были удивительные соотношения, у нас не было причин полагать, что они вообще будут существовать”, – сказал доктор Хегги.
Поскольку метеориты, образующие более крупные кратеры, также глубже проникают и в недра Луны, учёные пришли к выводу, что увеличение диэлектрической проницаемости пыли в более крупных кратерах может быть результатом того, что метеориты выбрасывают оксиды железа и титана с глубин Луны на её поверхность.
Если эта гипотеза верна, то это означает, что только первые несколько сотен метров лунной поверхности бедны металлами, а глубже наблюдается устойчивый рост количества железа и титана.
Сравнив радиолокационные изображения кратеров с картами металлов, созданными в ходе японской миссии “Кагуя” и Lunar Prospector (НАСА), команда нашла доказательства своей гипотезы.
Более крупные кратеры также были более богаты металлами, что свидетельствует о том, что на глубине 0,5-2 км. (0,3-1 мили) находится больше металлов, чем на глубине 0,2-0,5 км. (0,1-0,3 мили).
Исследование было опубликовано в журнале Earth и Planetary Science Letters.
