Магма на Луне остывала дольше, чем предполагали учёные

Схематическая модель возможной структуры коры и верхней мантии в районе посадки китайской миссии «Чанъэ-5» в северной части Океана Бурь. Автор: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr1486

Новое исследование Университета Флориды, анализирующее образцы лунных пород, собранные китайской миссией «Чанъэ-5», меняет наше представление о процессе остывания Луны.

Доктор Стивен Элардо, доцент кафедры геологии Колледжа свободных искусств и наук UF, обнаружил, что лава на обратной стороне Луны остывала значительно позже, чем считалось ранее. Это противоречит прежним теориям о формировании и времени образования лунных слоёв. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Образцы базальта — магматической породы, образовавшейся из быстро остывшей лавы — были собраны миссией «Чанъэ-5». Это первые образцы с обратной стороны Луны и самые молодые из всех, когда-либо доставленных с лунных миссий, что делает их бесценным ресурсом для изучения геологической истории спутника.

«Используя радиоактивное датирование, мы создали простую модель, показывающую, что повышенное содержание радиоактивных элементов поддерживало температуру верхней мантии Луны на сотни градусов выше, чем ожидалось, даже 2 миллиарда лет назад», — пояснил Элардо.

Для оценки времени остывания этих образцов команда проанализировала их химический состав. Аналогичные тесты предыдущих образцов лунной мантии выявили следы элементов, таких как калий, торий, уран и фосфор, которые при высокой концентрации выделяют тепло.

Учёные считают, что в больших количествах эти элементы генерируют достаточно тепла, чтобы поддерживать магму в расплавленном состоянии вблизи поверхности, замедляя процесс остывания.

Эти данные опровергают прежнюю теорию о том, что к тому времени температура поверхности Луны была слишком низкой для существования расплавленной магмы. Они также ставят под сомнение гипотезу о том, что Луна остывала «сверху вниз» — сначала кора, затем более глубокие слои.

Ранее эта теория подтверждалась данными сейсмометров, установленных во время первой высадки «Аполлона», но новое исследование указывает на существование очагов магмы даже на поздних этапах остывания.

«Лунный магматизм — это запись вулканической активности на Луне, которая даёт нам прямое представление о составе её мантии, откуда в конечном итоге происходят лавы и магмы», — отметил Элардо. «У нас нет прямых образцов лунной мантии, как у Земли, поэтому наше понимание её состава основано на косвенных данных из лав».

Создание детальной хронологии эволюции Луны — ключевой шаг к пониманию формирования других небесных тел. Процессы охлаждения и образования геологических слоёв играют важную роль в «жизненном цикле» лун и небольших планет. Как ближайший сосед Земли, Луна предоставляет уникальную возможность изучить эти процессы.

«Я надеюсь, что это исследование стимулирует дальнейшую работу в области лунной геодинамики — области, которая использует сложные компьютерные модели для изучения движения, течения и охлаждения планетарных недр с течением времени», — добавил учёный. «В этой сфере, особенно в отношении Луны, остаётся много неопределённостей, и я надеюсь, что наша работа предоставит важные данные для будущих моделей».

Дополнительная информация: Stephen M. Elardo et al, A shallow mantle source for the Chang'e 5 lavas reveals how top-down heating prolonged lunar magmatism, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr1486

Источник: University of Florida