Невероятно, но факт: оказывается, Луна постоянно… ржавеет
Наша безвоздушная и постоянная соседка преподносит новую сенсацию. На поверхности Луны был обнаружен гематит — минерал, который является не чем иным, как… ржавчиной. А это, если честно, нонсенс. Ну как может происходить окисление железа в мире, который полностью лишен кислорода? Кроме того, наш спутник порядком насыщен водород, а тот, как известно, активно препятствует ржавлению.
Ученые долго ломали голову над этим парадоксом и сумели понять его буквально несколько дней назад. Разгадка, как выяснилось, скрывалась не в глубинах космоса, а намного ближе…
Несколько лет назад анализ данных с лунных орбитальных аппаратов закончился потрясающим открытием. На поверхности Луны, особенно в приполярных регионах, были обнаружены спектральные признаки гематита (Fe₂O₃). У нас на Земле данный минерал, образующийся при окислении железа, привычен и весьма распространен. Но на Луне его существование казалось просто немыслимым.

Карта распределения гематита на ближней стороне Луны, составленная по последним данным
Что препятствует образованию ржавчины на Луне? Ответ прост: на естественном спутнике Земли отсутствуют атмосфера. Следовательно, кислорода, обязательного для реакции окисления, в лунных реалиях практически нет. Кроме того, Луну постоянно «обстреливает» своим ветром Солнце. Потоки заряженных частиц, которые исходят от нашей звезды, состоят в основном из водорода. А этот химический элемент вообще не может окислять. Наоборот, он восстанавливает оксиды, «возвращая» им утраченные электроны.
Получается, что, даже если каким-то немыслимым чудом на Луне завелся кислород, солнечный ветер должен был моментально нейтрализовать его действие, пресекая любые процессы ржавления. И тем не менее на Луне имеется большое количество гематита. Поэтому обнаруженный парадокс требовал объяснения, причем старые теории для этого явно не годились.
Ученые во главе с планетологом Сяньди Цзэном из Университета науки и технологий Макао предложили смелую гипотезу: источник ржавчины на Луне — это… наша с вами родная планета. Ключ к разгадке поразительной лунной тайны прячется в магнитосфере Земли, защитном магнитном «пузыре», который окружает нас.
Когда солнечный ветер сталкивается с магнитосферой, он обтекает ее. Таким образом, формируется длинный «магнитный» хвост, который вытянут в противоположную от Солнца сторону. И этот хвост содержит массу частиц, которые солнечный ветер в прямом смысле выдул из земной атмосферы. Кроме всего прочего, среди этих частиц есть и ионы кислорода.

Схема, иллюстрирующая расположение Земли, Луны и Солнца, при котором может образовываться гематит
Примерно пять дней в месяц, во время полнолуния, Луна, извините за тавтологию, проходит через этот магнитный хвост. В этот период наш спутник оказывается в тени Земли, на 99% защищенный от солнечного ветра. И в это же самое время поверхность Луны усиленно бомбардируется ионами кислорода, принесенными из атмосферы нашей планеты.
Это, по словам астрофизиков, создает уникальное окно возможностей: приток кислорода резко возрастает, а поток водорода, мешающего окислению, практически прекращается. Теоретически этих нескольких дней в месяц достаточно, чтобы запустить процесс ржавления на лунной поверхности.
Чтобы проверить эту теорию, команда Цзэна организовала серию лабораторных экспериментов. Они облучали ионами кислорода минералы, богатые железом и встречающиеся на Луне: пироксен, оливин, ильменит, троилит и просто железистые метеориты.
Результат, как говорится, превзошел все самые смелые ожидания. Выяснилось, то ионы кислорода способны эффективно окислять металлическое железо, ильменит и троилит. При этом железосодержащие силикаты, такие как пироксен и оливин, гематит не образовывали, что указывает на избирательность процесса. Кроме того, исследователи подтвердили уже известный факт: магнетит (Fe₃O₄) является промежуточным звеном на пути от чистого железа к гематиту.
Однако одна загадка оставалась нерешенной: почему солнечный ветер не уничтожает образовавшуюся ржавчину, когда Луна выходит из тени Земли? Чтобы получить окончательный ответ, ученые направили на полученный в лаборатории гематит пучки ионов водорода разной интенсивности. Оказалось, что низкоэнергетический водород, имитирующий солнечный ветер, просто не способен обратить процесс окисления вспять. Это означало, что один раз образовавшийся гематит уже не разрушается под действием обычного солнечного ветра. Это объясняет, почему ржавчина смогла накопиться на Луне за миллиарды лет.

Кристаллы гематита (Южная Африка)
Открытие китайских ученых также проливает свет на другую очень интересную особенность Луны. А именно на концентрацию гематита конкретно в высоких широтах. Это связано с тем, что магнитный хвост Земли направляет ионы кислорода преимущественно в полярные области Луны. При этом он одновременно отклоняет часть ионов водорода, которые несет солнечный ветер.
Попутно исследование помогло разгадать еще одну тайну. Дело в том, что гематит на Луне часто находят неподалеку от залежей водяного льда. До этого астрономы считали, что лед образовался из-за воды.
Однако эксперименты Цзяна показали, что вода может быть не причиной, но следствием. Когда исследователи пропускали высокоэнергетический водород через гематит, кислород отделялся от железа и, соединяясь с водородом, образовывал воду. Таким образом, лед вблизи гематита может быть побочным продуктом частичного восстановления ржавчины.
Ученые подчеркивают: открытие ржавчины на Луне кардинально меняет все наши представления о системе Земля-Луна. Получается, что это не два изолированных мира, а динамическая пара, крепко связанная невидимыми нитями материи и энергии.
— заключают авторы исследования.
Самое интригующее в этой истории, что в слоях лунного гематита, как в капсуле времени, можно прочитать события, которые происходили на нашей планете миллиарды лет назад. Возможно, изучив породы на Луне, мы сможем узнать больше о Великом кислородном событии, случившемся примерно 2,4 миллиарда лет назад. Именно тогда, как предполагают ученые, атмосфера Земли впервые наполнилась кислородом.

«Чандраян-3» — индийский модуль, побывавший на Луне, также обнаружил там гематит
Кстати, ждать осталось недолго. В скором времени китайская миссия «Чанъэ-7» высадится на южном полюсе Луны, открыв тем самым возможности для прямого исследования лунного грунта в этом регионе. Анализ образцов может подтвердить предложенный механизм и, возможно, извлечь из лунной ржавчины древние секреты нашей собственной планеты. Охота за лунными тайнами только начинается.
Ученые долго ломали голову над этим парадоксом и сумели понять его буквально несколько дней назад. Разгадка, как выяснилось, скрывалась не в глубинах космоса, а намного ближе…
Невозможное на Луне
Несколько лет назад анализ данных с лунных орбитальных аппаратов закончился потрясающим открытием. На поверхности Луны, особенно в приполярных регионах, были обнаружены спектральные признаки гематита (Fe₂O₃). У нас на Земле данный минерал, образующийся при окислении железа, привычен и весьма распространен. Но на Луне его существование казалось просто немыслимым.

Карта распределения гематита на ближней стороне Луны, составленная по последним данным
Что препятствует образованию ржавчины на Луне? Ответ прост: на естественном спутнике Земли отсутствуют атмосфера. Следовательно, кислорода, обязательного для реакции окисления, в лунных реалиях практически нет. Кроме того, Луну постоянно «обстреливает» своим ветром Солнце. Потоки заряженных частиц, которые исходят от нашей звезды, состоят в основном из водорода. А этот химический элемент вообще не может окислять. Наоборот, он восстанавливает оксиды, «возвращая» им утраченные электроны.
Получается, что, даже если каким-то немыслимым чудом на Луне завелся кислород, солнечный ветер должен был моментально нейтрализовать его действие, пресекая любые процессы ржавления. И тем не менее на Луне имеется большое количество гематита. Поэтому обнаруженный парадокс требовал объяснения, причем старые теории для этого явно не годились.
«Привет» с Земли
Ученые во главе с планетологом Сяньди Цзэном из Университета науки и технологий Макао предложили смелую гипотезу: источник ржавчины на Луне — это… наша с вами родная планета. Ключ к разгадке поразительной лунной тайны прячется в магнитосфере Земли, защитном магнитном «пузыре», который окружает нас.
Когда солнечный ветер сталкивается с магнитосферой, он обтекает ее. Таким образом, формируется длинный «магнитный» хвост, который вытянут в противоположную от Солнца сторону. И этот хвост содержит массу частиц, которые солнечный ветер в прямом смысле выдул из земной атмосферы. Кроме всего прочего, среди этих частиц есть и ионы кислорода.

Схема, иллюстрирующая расположение Земли, Луны и Солнца, при котором может образовываться гематит
Примерно пять дней в месяц, во время полнолуния, Луна, извините за тавтологию, проходит через этот магнитный хвост. В этот период наш спутник оказывается в тени Земли, на 99% защищенный от солнечного ветра. И в это же самое время поверхность Луны усиленно бомбардируется ионами кислорода, принесенными из атмосферы нашей планеты.
Это, по словам астрофизиков, создает уникальное окно возможностей: приток кислорода резко возрастает, а поток водорода, мешающего окислению, практически прекращается. Теоретически этих нескольких дней в месяц достаточно, чтобы запустить процесс ржавления на лунной поверхности.
Чтобы проверить эту теорию, команда Цзэна организовала серию лабораторных экспериментов. Они облучали ионами кислорода минералы, богатые железом и встречающиеся на Луне: пироксен, оливин, ильменит, троилит и просто железистые метеориты.
Результат, как говорится, превзошел все самые смелые ожидания. Выяснилось, то ионы кислорода способны эффективно окислять металлическое железо, ильменит и троилит. При этом железосодержащие силикаты, такие как пироксен и оливин, гематит не образовывали, что указывает на избирательность процесса. Кроме того, исследователи подтвердили уже известный факт: магнетит (Fe₃O₄) является промежуточным звеном на пути от чистого железа к гематиту.
Этот процесс необратим
Однако одна загадка оставалась нерешенной: почему солнечный ветер не уничтожает образовавшуюся ржавчину, когда Луна выходит из тени Земли? Чтобы получить окончательный ответ, ученые направили на полученный в лаборатории гематит пучки ионов водорода разной интенсивности. Оказалось, что низкоэнергетический водород, имитирующий солнечный ветер, просто не способен обратить процесс окисления вспять. Это означало, что один раз образовавшийся гематит уже не разрушается под действием обычного солнечного ветра. Это объясняет, почему ржавчина смогла накопиться на Луне за миллиарды лет.

Кристаллы гематита (Южная Африка)
Открытие китайских ученых также проливает свет на другую очень интересную особенность Луны. А именно на концентрацию гематита конкретно в высоких широтах. Это связано с тем, что магнитный хвост Земли направляет ионы кислорода преимущественно в полярные области Луны. При этом он одновременно отклоняет часть ионов водорода, которые несет солнечный ветер.
Попутно исследование помогло разгадать еще одну тайну. Дело в том, что гематит на Луне часто находят неподалеку от залежей водяного льда. До этого астрономы считали, что лед образовался из-за воды.
Однако эксперименты Цзяна показали, что вода может быть не причиной, но следствием. Когда исследователи пропускали высокоэнергетический водород через гематит, кислород отделялся от железа и, соединяясь с водородом, образовывал воду. Таким образом, лед вблизи гематита может быть побочным продуктом частичного восстановления ржавчины.
Великое кислородное событие
Ученые подчеркивают: открытие ржавчины на Луне кардинально меняет все наши представления о системе Земля-Луна. Получается, что это не два изолированных мира, а динамическая пара, крепко связанная невидимыми нитями материи и энергии.
Образование гематита… свидетельствует о постоянном обмене материалами между Землей и Луной. Этот процесс, скорее всего, идет уже более 4 миллиардов лет
— заключают авторы исследования.
Самое интригующее в этой истории, что в слоях лунного гематита, как в капсуле времени, можно прочитать события, которые происходили на нашей планете миллиарды лет назад. Возможно, изучив породы на Луне, мы сможем узнать больше о Великом кислородном событии, случившемся примерно 2,4 миллиарда лет назад. Именно тогда, как предполагают ученые, атмосфера Земли впервые наполнилась кислородом.

«Чандраян-3» — индийский модуль, побывавший на Луне, также обнаружил там гематит
Кстати, ждать осталось недолго. В скором времени китайская миссия «Чанъэ-7» высадится на южном полюсе Луны, открыв тем самым возможности для прямого исследования лунного грунта в этом регионе. Анализ образцов может подтвердить предложенный механизм и, возможно, извлечь из лунной ржавчины древние секреты нашей собственной планеты. Охота за лунными тайнами только начинается.
- Антон Рыбаков
- hawaii.edu, resou.osaka-u.ac.jp, wikipedia.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Что случится с Сибирью к 2080 году: прогноз красноярских ученых и эксперта NASA
Арбузы вместо мерзлоты, большая ложка дегтя и открытый финал — в одном из самых обстоятельных исследований о будущем России...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...
Почти детективная история: в Ленобласти обнаружен самый большой клад серебра за всю историю
Среди находок две уникальные монеты, которых всего четыре в мире, включая, а также языческие вороны Одина… среди православных крестов...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Искусственный интеллект «ненавидит»… белых мужчин: новое исследование еще раз подтвердило западный тренд
Появление нейросетей значительно ухудшило положение одной из групп белого населения в Америке и Европе...
100-летняя страшная история с черепами у древнеегипетских гробниц наконец-то прояснилась
Неожиданно оказалось, что человеческие жертвоприношения 5000 лет назад совершались совсем не так, как описано в древних табличках...
Аура цвета индиго: как появился этот феномен и кем в итоге стали уникальные дети
Их называли будущим человечества, но чуда не случилось. Разбираемся, почему так произошло...
Тайна Мертвого моря: что «кипятит» водоем изнутри, рассказали ученые
Оказалось, что в кристалликах соли скрыта история прошедших эпох...
Главный поджигатель в истории Австралии: почему ученые обвиняют капитана Джеймса Кука в постоянных мегапожарах на Зеленом континенте?
Воскрешение традиции, которую сломали британские колонизаторы, поможет «потушить» Пылающую Австралию...
Секрет марсианского «невозможного» облака-призрака наконец-то разгадан
Как оказалось, на Красной планете работает физика, которая на Земле считалась чистой теорией...