Образцы «Чанъэ-5» показывают, как на Луне возник молодой вулканизм

Новое исследование, проведенное профессором Чэнь И и его коллегами из Китайской академии наук дает ответ на вопрос о том, как на Луне возник молодой вулканизм.

Исследователи обнаружили, что понижение температуры плавления мантии из-за присутствия легкоплавких компонентов может привести к молодому лунному вулканизму.

Их выводы были опубликованы в журнале Science Advances 21 октября.

Лунные образцы, доставленные миссиями «Аполлон» и «Луна», старше 3 миллиардов лет, поэтому ученые считали, что Луна с тех пор геологически мертва. Однако образцы, собранные китайской миссией «Чанъэ-5» в 2021 году, выявили молодую вулканическую активность, возраст которой составляет всего 2 миллиарда лет.

Для маленькой скалистой Луны тепло, подпитывающее вулканическую активность, должно было быть утрачено задолго до этих извержений 2 миллиарда лет назад.

Так что же произошло? Ранее ученые предполагали, что либо повышенное содержание воды, либо элементы, выделяющие тепло в недрах Луны, могли вызвать вулканизм на поздней стадии жизни Луны. Но данные «Чанъэ-5», опубликованные в журнале Nature, опровергли эти гипотезы.

«Недавнее плавление лунной мантии могло быть вызвано либо повышением температуры, либо понижением точки плавления. Чтобы лучше понять эту проблему, мы должны оценить температуру и давление, при которых возник молодой вулканизм", - сказал профессор Чэнь И.

Исследователи провели серию симуляций фракционной кристаллизации и плавления лунной мантии, чтобы сравнить 27 базальтовых образцов «Чанъэ-5» с базальтами «Аполлона».

Они обнаружили, что в молодой магме «Чанъэ-5» содержание оксида кальция и диоксида титана было выше, чем в более старых магмах «Аполлона».

Поскольку скопления лунного магматического океана на поздней стадии богаты кальцием и титаном и их легче расплавить, чем скопления на ранней стадии, добавление этих легкоплавких компонентов в лунные недра в результате гравитационного переворота мантии могло бы эффективно снизить температуру плавления мантии и, таким образом, спровоцировать молодой лунный вулканизм.

«Мы обнаружили, что магма «Чанъэ-5» образовалась на тех же глубинах, но на 80° С холоднее, чем более старые магмы «Аполлона». Это означает, что лунная мантия испытала устойчивое, медленное охлаждение на 80° С примерно с 3 миллиардов лет до 2 миллиардов лет назад», - сказал доктор Су, соавтор исследования.

Эта работа представляет доказательства первого жизнеспособного объяснения молодого вулканизма на Луне, которое совместимо с недавно возвращенными образцами «Чанъэ-5». Это исследование может помочь планетологам лучше понять термическую и магматическую эволюцию Луны.

(Добавил: Rolf80)