Магнетит может быть распространён в лунном реголите

Каплевидные, округлые зерна сульфида железа, внедренные в стекла Chang'e-5 с различным содержанием Ti. Автор: IGCAS

Исследовательская группа под руководством Ли Яна и Цао Чжи из Института геохимии Китайской академии наук впервые подтвердила, что субмикроскопические частицы магнетита распространены по всей поверхности Луны. Эта информация обновляет наше понимание микромасштабной окислительной среды Луны.

Исследователи провели in-situ электронный микроанализ каплевидных, округлых зерен сульфида железа, внедренных в ударные стекла в тончайшем лунном грунте Чанъэ-5, и подтвердили, что субмикроскопический магнетит, индуцированный ударом, повсеместно присутствует в лунном реголите. Содержание магнетита тесно связано с содержанием Ti в регионе.

Магнетит — важный окисленный минерал в планетной науке, его присутствие связано с палеомагнитными полями и признаками жизни. Обычно считается, что он редко встречается на редуцированной лунной поверхности.

Хотя исследования с помощью мёссбауэровской спектроскопии и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) выдвинули гипотезу о распространенности субмикроскопических «магнетитоподобных» фаз в лунных грунтах миссии «Аполлон», коррелятивных минералогических доказательств их происхождения и потенциального распространения на Луне не существует.

Исследование Ли и Као показало, что большое количество субмикроскопических частиц магнетита существовало в каплевидных, округлых зернах сульфида железа, внедренных в ударные стекла, и содержание магнетита положительно коррелирует с содержанием Ti в стекле. Микроанализ показал, что этот тип магнетита вызван ударным событием.

Для объяснения его образования исследователи использовали механизм эвтектоидной реакции (4FeO = Fe ₃ O ₄ + Fe).

Статистические результаты показали, что семь каплевидных зерен сульфида железа с магнетитом на поверхности около 200 стекловидных зерен. Ассоциация сульфид-капля-на-стекле обычна, но имеет определенную вероятность, а образование магнетита соответствует правилу, подчеркнутому в отношении содержания Ti в ударном стекле.

«Мы считаем, что субмикроскопический магнетит в каплевидных зернах сульфида железа является минералогическим доказательством in situ существования субмикроскопических «магнетитоподобных» фаз, обнаруженных в эпоху Аполлона», — сказал Ли Ян. «Это дает прочную основу для вывода о том, что субмикроскопический магнетит, образовавшийся в результате удара, может быть повсеместно распространен в лунном реголите в регионе с высоким содержанием титана».

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances 20 сентября.

Потенциально повсеместное производство ферромагнитных минералов, о котором сообщается в этом исследовании, также является дополнительным подтверждением ударного механизма возникновения магнитных аномалий на поверхности Луны, описанного в предыдущих исследованиях.

Сульфиды в жидком внешнем ядре и ильменит, переносимые ранними событиями переворота лунной мантии, контактировали друг с другом в среде высокого давления (~4,75 ГПа) на границе лунного ядра и мантии. Это могло привести к присутствию растворенного кислорода в сульфиде и образованию магнетита в глубокой луне.

Больше информации: Zhi Cao et al, Submicroscopic magnetite may be ubiquitous in the lunar regolith of the high-Ti region, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adn2301

Источник: Chinese Academy of Sciences