Образец лунного грунта содержит минералы, которые обещают новые открытия о Луне  

Луна приобрела свой уникальный облик вследствие столкновений с космическими объектами, порождающими ударные кратеры на её поверхности. Однако эти столкновения не оставляют лишь кратеры - они также оказывают сильное давление и повышенную температуру, изменяя минеральный состав и структуру лунной поверхности. Анализ этих изменений помогает раскрыть много аспектов прошлого спутника Земли.

Недавно на Землю был доставлен реголит весом 1,73 килограмма, собранный в ходе китайской миссии Chang'e-5. Район, откуда взяты образцы, известен как Oceanus Procellarum. Один из образцов содержал новый минерал Changesite-(Y) и интересное сочетание минералов кремнезёма (SiO2, оксид кремния (IV)).

Учёные из Китайской академии наук в работе под названием "Материя и радиация в экстремальных условиях" сравнили состав образца с другими пробами лунного и марсианского реголита.

Столкновения с астероидами и кометами при высоких скоростях порождают ударный метаморфизм в породах Луны. Изменения в температуре и давлении происходят очень быстро и сопровождаются формированием полиморфных форм кремнезёма, таких как стишовит и зейфертит. Они химически аналогичны кварцу, но обладают уникальной кристаллической структурой.

Один из учёных, Вэй Ду, отметил, что, несмотря на множество ударных кратеров на поверхности Луны, минералы высокого давления редко встречаются в образцах. Он пояснил, что это может быть связано с нестабильностью таких минералов при высоких температурах. Поэтому те, которые образовались в результате столкновений, могли подвергнуться обратному превращению.

Тем не менее, фрагмент кремнезёма из образца содержит и стишовит, и зейфертит, которые теоретически могут существовать только при значительно более высоких давлениях, чем тем, которым подвергся образец. Исследователи предполагают, что зейфертит сформировался из α-кристобалита в процессе сжатия, а затем часть образца превратилась в стишовит при повышении температуры.

Кроме того, в образце от миссии Chang'e-5 учёные обнаружили минерал Changesite-(Y), являющийся фосфатом и характеризующийся бесцветными прозрачными кристаллами. Исследователи оценили параметры ударного воздействия, приведшего к образованию образца: пиковое давление составило от 11 до 40 ГПа, а продолжительность воздействия - от 0,1 до 1,0 секунды. Исследователи также смогли оценить размеры образовавшегося кратера с помощью моделей ударных волн, которые приблизительно составили от 3 до 32 километров в ширину в зависимости от угла удара.

Учёные отметили, что выбросы реголита, связанные с образцом, в основном происходят из четырёх ударных кратеров, где Аристарх (Aristarchus) - самый молодой. Изучение образцов позволяет сделать вывод, что фрагмент кремнезёма, содержащий зейфертит и стишовит, возможно, сформировался в результате столкновения, которое привело к образованию кратера Аристарх.

Результаты исследования помогут разгадать тайны формирования поверхности Луны и влияния столкновений на её минеральный состав.