Спутник нашей планеты ржавеет: на Луне нашли земной минерал гематит

Недавние наблюдения за нашим естественным спутником привели к неожиданному открытию. Группа учёных, к своему изумлению, обнаружила присутствие земного минерала гематита на Луне. Определённого объяснения пока нет, но, возможно, это «вина» земного кислорода.

Из-за присутствия этого вещества на Луне происходит невероятное явление, наблюдаемое космическим аппаратом Индийской организации космических исследований «Чандраян-1», изображения которого были проанализированы некоторыми лабораториями НАСА. Говоря простыми словами, Луна ржавеет. Во время рутинных поисков учёные совершенно случайно заметили на спутнике нашей планеты следы гематита, который по химическому составу очень похож на оксид железа (ржавчины).

Что необычное стоит за этим открытием? Чтобы образовался гематит, нужны воздух и вода: два элемента, о присутствии которых на Луне до сих пор никто не подозревал. Откуда же на Луне появился этот минерал, представляющий собой окисленную форму железа? Есть другое, более вероятное объяснение.

На поверхности Луны нашли земной минерал гематит

Прежде, чем говорить об этом открытии, необходимо указать, что в ходе многочисленных исследований собирались доказательства, позволившие установить присутствие воды на Луне, не в жидком состоянии, а в гидроксильной форме или в ледяном состоянии.

Железо очень легко реагирует с кислородом, образовывая оксид железа, обычно называемое ржавчиной. Для образования ржавчины на Земле необходимо присутствие как воздуха, так и воды. Но дело в том, что поверхность Луны не содержит кислорода. По этой причине на Луне преобладает чистое железо, что было подтверждено предыдущими наблюдениями и образцами, доставленными на Землю во время миссий Аполлона.

Следы гематита были обнаружены благодаря аппарату под названием Moon Mineralogy Mapper, разработанному лабораторией НАСА, который использует гиперспектральные изображения для детального анализа минерального состава лунной поверхности. Руководитель исследований профессор Гавайского университета Шуай Ли и его коллеги, изучая ледяные отложения вокруг полюсов единственного естественного спутника Земли, обнаружили некоторые странные реакции на лунных камнях, почти как если бы это была ржавчина, образованная водой. И после месяцев тщательных исследований эксперты поняли, что это гематит.

Что такое гематит?

Рассматриваемое соединение, обычно называемое ржавчиной, представляет собой Fe2O3 – оксид, содержащий трехвалентное железо Fe (III), которое образуется в результате окисления двухвалентного железа Fe (II) при воздействии кислорода и воды. Такие процессы происходят на Марсе. Железо на Красной планете является результатом когда-то соединившихся воды и кислорода. Изобилие оксида железа и придаёт Марсу характерный красный оттенок. Но того, что эта ржавчина также присутствует и на Луне, никто не ожидал. Откуда там берётся кислород и вода, учитывая, что на нашем естественном спутнике нет атмосферы и жидкой воды?

Ведь для того, чтобы железо ржавело, на самом деле необходимо присутствие окислителя, то есть химического вещества, которое, забирая электроны из двухвалентного железа, восстанавливается, образуя Fe (III).

«Это загадка, – замечает Шуай Ли, – Луна — это ужасная среда для образования гематита».

Абигейл Фрейман, учёный из Jet Propulsion Laboratory, участвовавший в анализе данных, добавляет:

«Сначала я не поверила этому. Судя по условиям на Луне, этого не должно быть».

Что гематит делает на Луне: научное объяснение

Гематит – это минеральное железо, которое может иметь красноватый цвет, в том числе потому, что его химический состав похож на состав ржавчины. Исследователи не смогли с уверенностью объяснить присутствие гематита на Луне, учитывая, что на спутнике нет жидкости.

«Это было почти обескураживающее открытие», – сказал Шуай Ли.

По словам учёных, гематит обнаружили там, где в прошлом были обнаружены следы замерзшей воды, которая, возможно, смешалась с лунной пылью, а затем растаяла. Они также отметили, что гематит находился главным образом на той стороне Луны, которая была обращена к земному шару. И это не может быть совпадением.

На практике кислород из земной атмосферы мог быть основным окислителем, вызвавшим формирование гематита на Луне.

Как сообщают исследователи в статье, недавно опубликованной в журнале Science Advances, одна из возможностей состоит в том, что гематит мог образоваться из кислорода, переносимого на Луну магнитным хвостом Земли.

«Луна ржавеет, и, вероятно, всему виной наша планета, особенно её атмосфера. Окисление лунного железа скорее всего было вызвано кислородом из атмосферы Земли», – отмечают учёные.

«Вспоминается открытие японской миссии «Kaguya», согласно которому кислород мог надуваться на поверхность Луны солнечным ветром. Это могло происходить в тот период, когда Луна пребывала в магнитном хвосте нашей планеты», – поясняют исследователи.

В 2007 году с помощью орбитального аппарата «Селена» было доказано, что кислород из верхних слоев атмосферы Земли может достичь Луны, пройдя более 385000 километров на этом магнитном хвосте. Открытие, по мнению исследователей, хорошо согласуется с тем фактом, что на стороне Луны, обращённой к Земле, было обнаружено намного больше гематита, чем на противоположной. Это доказывает, что образование гематита могло быть вызвано кислородом.

Что касается воды — другого ингредиента, необходимого для формирования гематита, то она определенно не происходит изо льда, присутствующего в лунных кратерах. Ржавчина была найдена далеко от этого льда.

Наконец, открытым остаётся вопрос о потоке водорода, переносимого солнечным ветром, теоретически способном противодействовать образованию гематита. Луна постоянно бомбардируется солнечным ветром, содержащим водород, чтобы противодействовать окислению. Таким образом, даже если бы все компоненты, необходимые для окисления, сошлись, то солнечный ветер остановил бы этот процесс.