На Луне гораздо больше железа, чем думали ученые
Луна — единственный естественный спутник Земли, каменное небесное тело, вращающееся вокруг нашей планеты на среднем расстоянии около 384 тысяч километров.
Согласно наиболее признанной научной гипотезе, Луна образовалась около 4,5 миллиарда лет назад в результате «гигантского столкновения» — мощного удара протопланеты размером с Марс, под названием Тейя, о молодую «прото-Землю». По мере остывания новорожденной Луны из горячего магматического океана кристаллизовались слои с различным содержанием железа и минеральным составом, сформировав внутреннюю структуру нашего спутника, которую мы знаем сегодня.
На Луне нет ни погоды, ни тектоники плит, поэтому ее внутренний состав и структура почти не изменились с момента образования. Поскольку Земля и Луна имеют общее происхождение, понимание лунных недр может служить ключом к изучению состава ранней Земли и эволюционной истории системы Земля-Луна.
До сих пор ученые получали информацию о внутреннем строении Луны в основном из сейсмических данных, записанных приборами, установленными во время миссий NASA Apollo. Однако связь скоростей сейсмических волн с конкретным минеральным составом требует знания упругих свойств минералов лунной мантии при высоких давлениях и температурах. В отличие от земных минералов, данные об упругости лунных минералов, которые существенно обогащены железом по сравнению с земными аналогами, до сих пор оставались скудными.
Специалисты Центра геодинамических исследований (GRC) изучили скорости продольных и поперечных сейсмических волн, а также плотность лунного ортопироксена при давлении до 5,5 гигапаскаля и температуре до 1273 кельвинов. Эксперименты проводились с использованием ультразвуковых методов в сочетании с синхротронными рентгеновскими измерениями в многонаковальном прессе на синхротронной установке SPring-8 в Японии. На основе полученных данных в сочетании с литературными данными для богатого железом оливина ученые смоделировали сейсмические свойства и плотность породы верхней мантии Луны.