Гранит, вероятно, скрывается под поверхностью Луны

Вулканический комплекс Комптона-Бельковича на Луне, показанный на этом снимке, полученном аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter, может быть домом для самой большой массы гранита, обнаруженной за пределами Земли.

Университет штата Аризона, GSFC/НАСА

Кэтрин Корней

19 июля 2023 г., 9:00

Остерегайтесь Йосемити — на Луне есть свои впечатляющие скалы.

Огромный кусок гранита шириной около 50 километров может быть погребен под поверхностью Луны, сообщили исследователи 5 июля в журнале Nature. Обнаружение такого гиганта, безусловно, крупнейшей гранитной структуры, обнаруженной за пределами Земли, является неожиданностью, учитывая, что для формирования этого типа породы обычно требуется тектоника плит или обилие воды.

Когда астронавты Аполлона высадились на Луну в 1960-х и 1970-х годах, они увидели виды, в которых преобладал базальт. Магматическая порода — обычное явление как на Луне, так и на нашей планете, — говорит Мэтью Сиглер, планетолог из Института планетологии в Тусоне. «Все начинается с базальта».

Но со временем, при достаточном нагреве и давлении, базальт может расплавиться и превратиться в более прочный гранит. Тектоника плит и вода, которые являются основой Земли, часто помогают облегчить эту трансформацию: тектонические силы могут помочь утащить камни глубоко, туда, где горячее, а вода, действуя как соль, помогает камням плавиться при более низких температурах (SN: 1/13/ 21).

Поскольку на Луне нет тектоники плит и очень мало воды, обнаружение там большого количества гранита было бы неожиданным, говорит Сиглер. Действительно, из примерно 380 килограммов лунных камней (весом с большого медведя), доставленных на Землю астронавтами Аполлона, лишь несколько кусков размером в миллиметр представляют собой гранит (SN: 15.07.19). «Это весь наш инвентарь», — говорит Сиглер.

Но теперь у Зиглера и его коллег есть убедительные доказательства того, что под поверхностью Луны может скрываться массивный кусок гранита. Команда проанализировала микроволновые данные, собранные с обратной стороны Луны китайскими лунными орбитальными аппаратами «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2», и обнаружила геотермальную горячую точку примерно на 9 градусов по Цельсию теплее, чем ожидалось. По словам Зиглера, повышенные температуры часто являются индикатором наличия гранита, поскольку уран и торий — радиоактивные элементы, которые со временем разлагаются и выделяют тепло — имеют тенденцию агрегироваться внутри породы.

Чтобы оценить, насколько большой кусок гранита может лежать под регионом, известным как вулканический комплекс Комптон-Белькович, исследователи провели компьютерное моделирование гранитов разных размеров, погребенных на разных глубинах. Команда пришла к выводу, что эллипсоидный кусок гранита шириной примерно 50 километров и высотой 25 километров, увенчанный меньшим эллипсоидом гранита, погребенный на четыре километра ниже поверхности Луны, лучше всего объясняет наблюдения «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2».

Большой вопрос в том, как образовалось такое здание. Одна из идей, которую предлагают Зиглер и его коллеги, заключается в том, что мантийный плюм — столб расплавленной породы — когда-то существовал под вулканическим комплексом Комптон-Белькович. Этот шлейф превратил бы часть базальта региона в гранит.

На Земле мантийные шлейфы, как известно, сочетаются с движением тектонических плит, образуя цепочки островов, подобные Гавайям, говорит Сиглер (SN: 19.09.11). Но на Луне, где нет тектоники плит, мантийный шлейф будет постоянно нагревать одну область, говорит он. «Вы получаете единственное пятно корочки, которое продолжает поджариваться».

«Это интригующее открытие, за которым должна последовать лунная миссия», — говорит Брэд Джоллифф, планетолог из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, который не участвовал в новом исследовании. «Настало время для роботизированной миссии с небольшим марсоходом, который сможет проверить некоторые из этих свойств вблизи».

В ближайшие несколько лет ученые планируют сделать именно это. Миссия НАСА Lunar Vulkan Imaging and Spectrocracy Explorer, или Lunar-VISE, запуск которой запланирован на 2027 год, приземлится на вершине одного из куполов Грюйтхейзена. Считается, что эти вулканические образования, расположенные на ближней стороне Луны, также содержат гранит. Lunar-VISE сможет детально изучить химический состав региона, говорит главный исследователь миссии Керри Дональдсон Ханна, планетарный геолог из Университета Центральной Флориды в Орландо.