Китайские ученые обнаружили, что мантия на обратной стороне Луны содержит значительно меньше воды, чем на видимой с Земли. Исследование, представленное в журнале Nature, основано на анализе базальтов, доставленных на Землю китайской миссией «Chang’e-6».
«Эти породы – первые образцы, привезенные с обратной стороны Луны, из южного бассейна Эйткен. Мы исследовали микроскопические включения расплава и минералы апатита в лунных образцах, чтобы оценить содержание воды в магме, из которой эти базальты образовались», – рассказывают авторы исследования.
Оказалось, что в магме воды было от 15 до 168 микрограммов на грамм. Однако расчеты показывают, что мантия, породившая эту магму, содержала лишь 1-1.5 мкг/г воды – то есть в десятки раз меньше. Это связано с тем, что вода относится к так называемым несовместимым элементам: в процессе частичного плавления мантии она почти полностью уходит в магму, а не остается в кристаллизующихся минералах. Таким образом, даже очень сухая мантия может породить магму с заметным содержанием воды, поскольку вода концентрируется в расплаве.
Такая разница между магмой и источником, из которого она возникла, – обычное явление в геохимии и позволяет оценить условия в недрах Луны. Факт столь низкого содержания воды в мантии обратной стороны подтверждает, что внутреннее строение нашего спутника асимметрично, как и поверхности.
Ранее многочисленные исследования образцов с видимой стороны Луны показали, что мантия там гораздо более насыщена водой: местами до 200 мкг/г. Это особенно заметно в области Океана Бурь, где кора обогащена торием и другими несовместимыми элементами – такими как вода, калий, уран. Эти элементы «неохотно» включаются в кристаллы и остаются в магме, а затем накапливаются в коре.
На обратной стороне Луны, особенно в бассейне Эйткен, содержание тория и подобных элементов значительно ниже. Это подтверждает, что мантия там беднее летучими веществами, в том числе водой.
«Обнаруженная разница в составе мантии между двумя сторонами Луны может пролить свет на процессы ее формирования. Возможно, она связана с асимметричными условиями после гигантского столкновения, из которого, как предполагается, возникла Луна – по гипотезе большого удара. Кроме того, новая оценка уточняет общее содержание воды в недрах спутника и дает важные сведения о его эволюции», – заключили авторы исследования.
5.5K