Китайската мисия до далечната страна на Луната разкрива тайните на нейната мантия

Китайската мисия е изпратила апарат, който е кацна на повърхността на Луната, в най-големия кратер там, образувал се след удар от друг обект и вероятно е изкарал фрагменти от мантията на Луната разпръснали се по нейната повърхност.

Новото изследване може да даде най-добрия поглед към втория слой на спътника на Земята, който все още остава до голяма степен загадъчен.

Луната, подобно на Земята, има кора, мантия и ядро. Кората е съставена от плагиоклаз, или алуминиев силикат, но съставът на мантията си остава загадъчен – нито програмата на „Аполо“, нито съветските мисии на Луна през 60-те и 70-те години са успели да върнат обратно на Земята някакви скални проби, съдържащи материали от мантията.

Лунният апарат Chang’E-4, изпратен на далечната страна на Луната от Китай по-рано тази година, може най-накрая да погледне към загадъчната мантия. Някои от първите измервания, изпратени обратно от лунния роувър към Земята предполагат, че масивният кратер Айткен на Южния полюс, съдържа фрагменти от горната част на мантията на Луната.

Почвата, тествана от видимия и близък до инфрачервения спектрометър на борда на роувъра Yutu-2, показва модели на отражение на светлината, които говорят за високи нива на калциев пироксен и оливин, два минерала, които се намират в много магмени и метаморфни скали и се предполага, че съставят мантията на Луната. Оливин, който изобилства в мантията на Земята, е труден за намиране на лунната повърхност, обясняват учените, ръководени от Ченлай Ли от Националните астрономически обсерватории в Китайската академия на науките.

„Резултатите на Ли и неговите колеги са вълнуващи и биха могли да имат значителни последици за характеризирането на състава на горната мантия на Луната“, пише Патрик Пине, планетарен учен в Изследователския институт по астрофизика и планетология във Франция.

Планетарните учени подозират, че Луната се е образувала след гигантски сблъсък на космически обект с ранната Земя, което е предизвикало изхвърлянето на огромни количества материал от Земята. В ранните дни на Луната цялата повърхност на спътника е била разтопен океан от магма. В този океан минералите се отделят по плътност, като по-лекият плагиоклаз се издига, докато по-тежките, богати на желязо и магнезий минерали, потъват в мантията.

„Разбирането на този процес на Луната е важно“, пише Пине, „защото Луната има същата трислойна структура като Земята, но без усложненията, причинени от тектониката на плочите, която Земята има, но на Луната липсва“.

„Следователно изследването е от огромна стойност за разбирането на еволюцията на вътрешността на планетата“, пише Пине. Без преки доказателства за състава на лунната мантия, това би било доста по- трудна задача.

Китайският апарат Chang’E-4 може да промени всичко това. На 3 януари 2019 г. той се установи на Южния полюс в кратера Айткен, който е с огромен диаметър от около 2 500 километра и е осеян с други, по-малки кратери. Изследователите смятат, че въздействието, ударът, който е създал кратера, е достатъчно голям, за да проникне дълбоко в мантията на Луната и да изхвърли някои от нейните минерали на повърхността.

Първите резултати от анализите на спектрометъра показват, че след удара е станало точно това. Инструментът използва светлинни лъчи върху видимата и близка до инфрачервената част на спектъра, за да анализира минералите в почвата, като събира данни за дължината на светлината, която се отразява от материала. Резултатите могат да бъдат сравнени с отразяването на известните минерали, за да се види какво съвпада.

В кратера Von Kármán в басейна на Айткен, роувърът открива богати на желязо и магнезий скали, които са били изхвърлени след гигантския сблъсък. В допълнение към ниско-калциевия пироксен и оливин, материалът съдържа и малки количества високо-калциев пироксен, който обикновено не се намира на повърхността на Луната.
„Това могат да са потенциално материали намиращи се дълбоко в лунната мантия“, пишат изследователите.

Ще бъдат необходими повече проучвания за валидиране на резултатите, включително събирането на повече скални образци. Ли и колегите му планират да анализират разпределението на новооткрития оливин и по-добре да разберат геологията на възможния материал на мантията.