До недавних пор источник титаномагнетитового базальта, богатого титаном, на поверхности спутника Земли оставался загадкой для ученых. Хотя традиционно считается, что потенциальными источниками могут быть магматические выделения с содержанием ильменита в лунной мантии, их частичные плавления не соответствуют требуемому составу и они слишком плотны для извержения. Новое исследование пролило свет на важный этап образования этого уникального типа горных пород на Луне. Открытие позволило объяснить особый состав и происхождение этой породы на поверхности Луны, что ранее долгое время ставило ученых в тупик.
В ходе исследования был обнаружен ключевой этап образования этих особенных лунных магм. Путем проведения высокотемпературных экспериментов с расплавленными породами в лаборатории и использования передовых изотопных анализов лунных образцов ученые определили значимую реакцию, влияющую на состав магм. Эта реакция произошла около трех с половиной миллиардов лет назад в глубине лунного ядра. В ее ходе произошел обмен железа (Fe) в магме с магнием (Mg) в окружающих породах, что привело к существенным изменениям в химических и физических свойствах расплава.
Вулканические лунные породы представляют собой захватывающую историю, связанную с нестабильным в планетарном масштабе накоплением кристаллов, порожденных охлаждением первичного лунного океана магмы. Ответ на этот эпический вопрос кроется в наличии типа магмы, уникального для Луны, однако объяснить, как такие магмы могли достичь поверхности и быть исследованы космическими миссиями, мы не могли в течение долгого времени. Хорошо, что вопрос наконец-то разрешен
— Тим Эллиотт, профессор геологических наук в Университете Бристоля и соавтор исследования».
На поверхности Луны с помощью аппаратов NASA, отправленных в миссиях Apollo в 1960-х и 1970-х годах, были обнаружены высокие концентрации титана в определенных областях. Отдельные образцы затвердевшей древней лавы были привезены на Землю. Последние спутниковые картографические данные подтверждают распространенность этих магм, которые называются «высокотитаномагнетитовыми базальтами», на лунном рельефе.
До сих пор моделям не удавалось воссоздать химический и физический состав магм, соответствующий основным характеристикам высокотитаномагнетитовых базальтов. Особенно трудно было объяснить их низкую плотность, благодаря которой они смогли извергнуться примерно трех с половиной миллиардов лет назад
— Доктор Мартейн Клевер, исследователь из Института минералогии Университета Мюнстера и соавтор исследования.
В рамках международного сотрудничества ученые смогли воссоздать высокотитаномагнетитовые базальты при проведении лабораторных экспериментов высокой температуры. Измерения показали также характерный изотопный состав этих базальтов, который является одним из ключевых следов воспроизведенных реакций.
