Раскрыто происхождение загадочных частиц в лунном грунте

Необычные наночастицы на Луне могут быть занесены из космоса, пишут ученые в недавней статье. Они объяснили, что речь идет о мельчайших кристаллах железа: они действительно имеют размеры всего нескольких нанометров, и это довольно своеобразно.

На Луне немало железосодержащих пород, особенно в базальтах знаменитых лунных морей, но проблема как раз и заключается в том, что железо там в основном существует не в виде отдельных кристаллов, а в составе различных соединений. В лунном веществе очень много кислорода, который стремится все окислить. Впрочем, все же иногда встречается «самородное» железо, которому удалось избежать участи быть окисленным, но чаще всего это видимые глазом крупинки или даже целые «куски» металла. А вот наноразмерные железные частицы «на свободе» — нечто, требующее объяснения.

Нанокристаллы железа (npFe0) в образцах лунного грунта, доставленных миссией «Чанъэ-5»Источник: Laiquan Shen et al, 2024

И ученые предполагают, что эти нанокристаллы образуются в результате микрометеороидной бомбардировки лунной поверхности: удар летящего на огромной скорости камешка мгновенно расплавляет породы и высвобождает из них железо, а потом его атомы успевают соединиться друг с другом в нанокристаллы.

Вопрос до сих пор был только в том, откуда высвобождаются эти атомы железа: из лунного грунта или из вещества самого метеороида. В этом исследователи попытались разобраться с помощью компьютерного моделирования, в котором рассматривали два противоположных варианта: в одном из них метеороид состоит из кремнезема (SiO2) и ударяется о лунный силикат железа (Fe2SiO4), во втором — все наоборот.

Как выяснилось, в этих двух ситуациях железные кристаллы распределяются не одинаково, и благодаря этому есть шанс определить, «чье» нано-железо появилось в лунном грунте в том или ином месте. В целом ученые заключают, что часть этих кристаллов может иметь чужеродное, космическое происхождение.

Это, в частности, касается образцов, доставленных китайской миссией «Чаньэ-5» из района пика Рюмкера в Океане Бурь: там железосодержащих пород сравнительно мало, но при этом нанокристаллы свободного железа — в изобилии.