Загадка лунной ржавчины раскрыта: кислород приносит «ветер» с Земли

Химические и микроструктурные характеристики облученного кислородом магнетита после имплантации водорода. Автор: Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2025gl116170

Ученые получили новые доказательства, объясняющие загадочное присутствие ржавчины на Луне. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Geophysical Research Letters, кислород, необходимый для её образования, переносится с Земли так называемым «земным ветром».

В 2020 году на Луне, в районах высоких широт, особенно на обращенной к Земле стороне, был обнаружен гематит — минерал, представляющий собой оксид железа, или ржавчину. Это стало неожиданностью, поскольку на Луне крайне мало кислорода. Исследователи выдвинули теорию, что кислород может доставляться на спутник магнитосферой Земли в те несколько дней каждого месяца, когда наша планета оказывается между Солнцем и Луной, и часть земной атмосферы «сдувается» на лунную поверхность.

Группа ученых экспериментально подтвердила эту гипотезу. В лаборатории они облучали образцы железосодержащих минералов, встречающихся в лунном грунте, ионами кислорода и водорода с энергиями, соответствующими «земному ветру» и солнечному ветру.

Результаты показали, что ионы кислорода, аналогичные тем, что переносятся с Земли, способны окислять железо и другие минералы с образованием гематита.

«Хотя эти железосодержащие минералы могут присутствовать в лунном реголите в виде микрочастиц или мелких кристаллов, они могут подвергаться прямому окислению под воздействием земного ветра. Образовавшийся на поверхности частиц реголита гематит легко обнаруживается с помощью оптической спектрометрии», — поясняют авторы исследования.

Ученые также проверили, могут ли ионы водорода из солнечного ветра восстанавливать гематит обратно в металлическое железо. Оказалось, что низкоэнергетические ионы водорода из солнечного ветра практически не влияют на гематит, в то время как более энергичные ионы из земного ветра способны его восстанавливать. Это объясняет, почему ржавчина сохраняется на Луне — солнечный ветер не может её «уничтожить».

«Удержание и преимущественное распределение гематита в регионах высоких широт требует тщательного рассмотрения... Высокоэнергетические протоны обеспечивают полное проникновение, позволяя провести более тщательное восстановление», — отмечают авторы.

Таким образом, исследование подтверждает, что источником кислорода для лунной ржавчины является Земля. Для более глубокого понимания этих процессов потребуются будущие лунные миссии и усовершенствованные симуляции.

Больше информации: Xiandi Zeng et al, Earth Wind‐Driven Formation of Hematite on the Lunar Surface, Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2025gl116170