Марс издавна известен своей ржавчиной. Железо на его поверхности в сочетании с водородом и кислородом, которые присутствовали на планете в прошлом, являются причиной его красного оттенок а. Но недавно ученые были удивлены, обнаружив доказательства того, что на нашей безвоздушной Луне тоже есть ржавчина.
В новой статье, опубликованной в журнале Science Advances, рассматриваются данные орбитального аппарата Индийской организации космических исследований Chandrayaan-1, который обнаружил водяной лед и нанес на карту различные минералы во время съемки поверхности Луны в 2008 году. Ведущий автор Шуай Ли из Гавайского университета изучала данные прибора Moon Mineralogy Mapper компании Chandrayaan-1, или M3, который был построен Лабораторией реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. Обнаруженные следы воды взаимодействуют с горными породами, образуя множество минералов, и M3 обнаружил спектры — или свет, отраженный от поверхностей, — которые показали, что полюса Луны имели совершенно другой состав, чем остальная часть.
Заинтригованная, Ли сосредоточилась на этих полярных спектрах. Хотя поверхность Луны усеяна богатыми железом камнями, она, тем не менее, с удивлением обнаружила близкое совпадение со спектральной характеристикой гематита. Минерал представляет собой форму оксида железа или ржавчины, образующуюся при контакте железа с кислородом и водой. Но на Луне не должно быть кислорода или жидкой воды, так как же она может ржаветь?
В статье предлагается трехсторонняя модель, объясняющая, как ржавчина может образовываться в такой среде. Во-первых, хотя на Луне нет атмосферы, на самом деле на ней есть следы кислорода. Источник этого кислорода: наша планета. Магнитное поле Земли движется вместе ч нашей планетой. В 2007 году японский орбитальный аппарат Кагуя обнаружил, что кислород из верхних слоев атмосферы Земли может путешествовать на этом заднем хвосте магнитосферы, как это официально известно, распространяясь на расстояние 385 000 километров — в аккурат задевая Луну.
Это открытие согласуется с данными M3, которые обнаружили больше гематита на обращенной к Земле ближней стороне Луны. Луна медленно удалялась от Земли в течение миллиардов лет, поэтому также возможно, что через эту "лазейку" перескочило больше кислорода, когда они были ближе друг к другу в древности.
В качестве восстановителя водород должен предотвращать окисление. Но хвост магнитосферы Земли имеет один побочный эффект. Помимо доставки кислорода на Луну с нашей родной планеты, он также блокирует более 99% солнечного ветра в определенные фазы Луны (в частности в полнолунье). Это время от времени создает окно для образования ржавчины.
Третий кусок пазла — вода. Хотя большая часть Луны является сухой, водяной лед можно найти в затененных лунных кратерах на обратной стороне Луны. Но гематит был обнаружен далеко от этого льда. Вместо этого в статье основное внимание уделяется молекулам воды, обнаруженным на поверхности Луны. Ли предполагает, что быстро движущиеся частицы пыли, которые регулярно оседают на Луне, могут высвобождать эти переносимые с поверхности молекулы воды, смешивая их с железом в лунном грунте. Энергия от этих ударов может увеличить скорость окисления; Сами частицы пыли также могут нести молекулы воды, имплантируя их на поверхность, так что они смешиваются с железом. В самый подходящий момент, а именно, когда Луна защищена от солнечного ветра и присутствует кислород, может произойти химическая реакция, вызывающая ржавчину.
Чтобы точно определить, как вода взаимодействует с горными породами, требуется больше данных. Эти данные также могут помочь объяснить еще одну загадку: почему меньшие количества гематита также образуются на обратной стороне Луны, где кислород Земли не может достичь его.
