Сотрудники лабораторий геохимии Луны и планет и сравнительной планетологии Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН), совместно с коллегами из ИКИ РАН провели серию лазерных экспериментов, имитирующих удар микрометеорита по породам и минералам, характерным для поверхности Луны: базальту, оливину, пироксену и др., сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ. Результаты опубликованы в журнале «Геохимия».
В расплавленных продуктах эксперимента обнаружили множество наносферул металлического железа — nanophase iron, или npFe⁰. Их размер — от десятков нанометров до почти микрона. Такие частицы считаются одним из главных признаков космического выветривания. Они меняют отражательные свойства грунта и во многом определяют, как Луна выглядит на спектральных снимках. Кроме того, npFe⁰ делает частицы реголита более склонными к спеканию под микроволновым излучением — это важно для технологий очистки поверхности от пыли и строительства на Луне.
Ученые предложили новый механизм образования нанофазного железа. Ранее считалось, что оно появляется либо при восстановлении оксидов железа водородом солнечного ветра, либо при конденсации из ударного пара. Теперь показано, что npFe⁰ может формироваться прямо внутри силикатного расплава, без участия водорода и без стадии конденсации.
Ключевым процессом оказалось термическое восстановление. При кратковременном сильном нагреве оксид железа (II) распадается на металлическое железо и кислород. Кислород уходит в газовую фазу, а железо выделяется в виде глобул и наночастиц. В экспериментах рядом с ними часто наблюдаются пузырьки и нанопоры — похожие структуры находили в реальных частицах лунного реголита и в образцах астероида Итокава.
Сопоставление с СЭМ-изображениями агглютината лунного грунта миссии «Луна-20» показало: в природных частицах тоже встречаются россыпи и цепочки npFe⁰ (от десятков нанометров до почти микрона). Это делает экспериментальный механизм хорошим кандидатом для объяснения части природных наблюдений. Понимание того, как именно рождается npFe⁰, помогает точнее интерпретировать спектральные данные, оценивать степень космического выветривания и реконструировать историю ударных событий на поверхности Луны и других безатмосферных тел.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что астероид Бенну раскрыл секреты зарождения жизни.
