«Серная аномалия»: новый изотопный след может переписать историю Луны
Пятьдесят лет спустя после миссий «Аполлон» древние контейнеры с лунным грунтом снова открылись — и преподнесли ученым сюрприз. В одном из образцов, хранившихся в герметичных капсулах под инертным газом с 1970-х годов, американские исследователи обнаружили необычное отклонение в изотопах серы. Эта «серная аномалия» может изменить наше понимание того, как формировался спутник Земли — и каким он был в первые миллионы лет своего существования.
От старых проб — к новым открытиям
Когда в 1972 году астронавты миссии «Аполлон-17» доставили на Землю последние килограммы лунного реголита, многие образцы были решено «заморозить» — не буквально, а научно. Их поместили в капсулы с инертным газом, чтобы дождаться технологий будущего, способных анализировать вещества на уровне отдельных изотопов.
Спустя полвека эти технологии наконец появились. Команда геохимиков из Брауновского университета (США) провела детальный изотопный анализ одного из таких «законсервированных» образцов. Результаты опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Planets и оказались неожиданными даже для специалистов.
Что не так с серой?
Исследователи обнаружили, что один из образцов лунного грунта содержит аномально низкое количество изотопа серы-33. Это значение оказалось меньше не только среднеземных показателей, но и других лунных проб.
Сама по себе сера — важный элемент для понимания геохимической истории планет. Соотношение её изотопов (серу-32, серу-33, серу-34 и серу-36) используют как своего рода «подпись» процессов, происходивших в недрах или атмосфере небесных тел. Именно поэтому новая находка вызвала столь живой отклик: она противоречит прежним представлениям о почти полном изотопном сходстве Луны и Земли.
Почему это важно
После первых «лунных» миссий учёные оказались в тупике. Анализы 1970-х годов показали, что изотопный состав кислорода в лунных породах совпадает с земным почти до десятых долей процента. Это означало, что Луна, по сути, состоит из тех же материалов, что и Земля, — и разрушало многие ранние гипотезы о её происхождении.
Чтобы объяснить совпадение, в 1980-х была предложена гипотеза Тейи — столкновения молодой Земли с планетой-протопланетой размером с Марс. В результате мегаимпакта часть земной мантии якобы была выброшена в космос, где со временем из этого вещества и сформировалась Луна.
Однако со временем и эта гипотеза начала трещать по швам: моделирование показало, что состав Луны и Земли должен всё же отличаться. «Серная аномалия» может стать тем самым ключом, который объяснит, почему это различие так трудно обнаружить.
Три версии загадки
Учёные предложили сразу несколько возможных объяснений странного изотопного состава.
Экзотическая химия ранней Луны
Возможно, в первые миллионы лет после образования Луна пережила процессы, не имеющие аналогов на Земле. Это могли быть реакции между серосодержащими газами и расплавами в условиях низкого давления и высокой температуры.
След древней атмосферы
Обеднение серой-33 может быть результатом фотохимических реакций в разреженной атмосфере под воздействием ультрафиолета. Если это так, то ранняя Луна действительно имела временную атмосферу — пусть и недолговечную. Такой вывод звучит почти революционно: считалось, что атмосферы у спутника Земли никогда не было.
Отголосок столкновения Тейи
Возможно, сера в веществе Земли и Тейи перемешалась не идеально. Тогда выявленная аномалия — «ископаемое» свидетельство самого мегаимпакта, того катастрофического события, которое определило облик всей системы Земля–Луна.
Земные параллели
На Земле аналогичные обеднения серы-33 известны в породах архейского возраста — старше 2,5 миллиарда лет. Тогда в атмосфере ещё не было кислорода, и ультрафиолетовое излучение активно разрушало диоксид серы, создавая изотопные несоответствия.
Если похожие процессы действительно происходили на Луне, это означает, что в ранний период её существования могли бушевать вулканы, выбрасывавшие газовую серу в атмосферу. Такой сценарий заставляет по-новому взглянуть на геологическую активность спутника в первые сотни миллионов лет его истории.
Мультиимпактная альтернатива
Есть и другое объяснение — в рамках так называемой мультиимпактной теории. Согласно ей, Луна могла собираться не в результате одного гигантского столкновения, а после целой серии ударов по молодой Земле. Тогда часть вещества нашей планеты, включая древние архейские породы, действительно могла оказаться на орбите. Если это так, серная аномалия — не просто лунная загадка, а прямой геохимический «эхо-сигнал» Земли возрастом более 3 миллиардов лет.
Что дальше
Учёные планируют продолжить анализ других образцов, включая грунт, недавно доставленный китайской миссией «Чанъэ-5» и будущей американской Artemis III. Новый взгляд на изотопный состав серы может помочь объединить, казалось бы, несовместимые теории — и ответить на главный вопрос: чья же всё-таки Луна — Земли или Тейи?
«Мы привыкли считать Луну безжизненной и геологически мёртвой, но изотопы показывают, что её история была гораздо сложнее, чем кажется, —отмечает геохимик из Брауновского университета доктор Сара Уэлс. — Каждая такая находка делает Луну не просто спутником, а страницей из дневника самой Земли».
Когда-то лунный реголит считался пылью, лишённой тайн. Сегодня каждая крупица, извлечённая из старых контейнеров «Аполлонов», оказывается посланием из далёкого прошлого — из эпохи, когда формировались планеты и сама возможность жизни на Земле.
Возможно, в этих крошечных зёрнах серы действительно хранится химический след первого удара, положившего начало нашему миру.
Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что китайские учёные раскрыли температурную тайну Луны: мантия на обратной стороне спутника Земли оказалась холоднее
