Китайські науковці виявили значну різницю у вмісті води між мантією дальнього та ближнього боків Місяця, що може кардинально змінити наше розуміння формування та еволюції нашого природного супутника.
Дослідження, проведене командою під керівництвом професора Ху Сена з Інституту геології та геофізики Китайської академії наук, базується на аналізі зразків, доставлених місією “Чан’е-6” (CE6). Результати були опубліковані в престижному науковому журналі Nature і демонструють, що мантія дальнього боку Місяця містить значно менше води, ніж мантія ближнього боку. Такий асиметричний розподіл води має важливі наслідки для теорій місячного формування.
Вміст води в мантійному джерелі базальтів дальнього боку Місяця становить лише 1-1,5 мікрограмів на грам, що істотно нижче, ніж у мантії ближнього боку. Це відкриття стало можливим завдяки детальному аналізу кобилячих базальтів, зібраних місією CE6 в басейні Південний Полюс – Ейткен (SPA) – найбільшій ударній структурі на Місяці.
Методологія та результати дослідження
Дослідники зосередили свою увагу на вивченні включень розплаву та мінералу апатиту в базальтах CE6. Ці компоненти є ключовими для визначення вмісту води та ізотопного складу водню. Включення розплаву – це крихітні краплі магми, захоплені під час кристалізації мінералів, які зберігають інформацію про склад початкової магми.
Аналіз показав, що материнська магма базальтів CE6 містила 15-168 мікрограмів води на грам. На основі цих даних команда розрахувала вміст води в мантійному джерелі цих порід. Порівняння отриманих результатів з даними для ближнього боку Місяця, де концентрація води в мантії коливається від 1 до 200 мікрограмів на грам, виявило суттєву асиметрію.
Це відкриття співвідноситься з іншими геохімічними особливостями Місяця. Ближній бік Місяця, особливо територія Procellarum KREEP, характеризується підвищеним вмістом торію (Th). Оскільки і торій, і вода є “несумісними елементами” в магматичних процесах – тобто вони мають тенденцію концентруватися в розплаві, а не включатися в мінерали – їх розподіл може бути взаємопов’язаним.
Значення для розуміння еволюції Місяця
Виявлена асиметрія у розподілі води між півкулями Місяця відображає інші відомі відмінності між ближнім і дальнім боками, включаючи товщину кори, вулканічну активність та хімічний склад поверхні. Така півкулеподібна дихотомія у внутрішньому розподілі води може бути ключем до розуміння формування та еволюції Місяця.
Професор Ху Сен та його колеги вважають, що це відкриття має важливі наслідки для гіпотези гігантського зіткнення, яка є провідною теорією формування Місяця. Згідно з цією гіпотезою, Місяць утворився в результаті зіткнення протопланети розміром з Марс із раннім Земним ядром приблизно 4,5 мільярда років тому.
Нове розуміння розподілу води в місячній мантії допоможе краще оцінити загальні силікатні запаси води на Місяці. Такі дані критично важливі для моделювання процесів, що відбувалися під час формування Місяця, включаючи втрату летких речовин під час гігантського зіткнення та подальшої акреції.
Дослідження було проведено у співпраці з Нанкінським університетом і є частиною ширшого наукового аналізу зразків, доставлених місією “Чан’е-6”. Ця місія стала першою, яка повернула зразки з басейну SPA на дальньому боці Місяця, відкривши нову главу в дослідженні місячної геології.
Отримані результати не лише допомагають краще зрозуміти Місяць, але й можуть мати важливе значення для вивчення інших небесних тіл Сонячної системи, розширюючи наше розуміння про розподіл та роль води в планетарній еволюції.