На Місяці знайшли сліди вулканів, які були діючими 120 мільйонів років тому

Аналіз мікроскопічних крапель вулканічного скла із зразків місячного ґрунту, зібраних китайською місією «Чан’є-5», показав, що вони досить молодого, за геологічними мірками, віку. Це говорить про те, що вулканізм, активна фаза якого на супутнику Землі закінчилася приблизно два мільярди років тому, продовжувався ще довго.

Великі темні області на Місяці, які називають морями, насправді нічого спільного з водою не мають. Вони створені вулканічними породами – базальтами. Їхні зразки отримані в ході радянських та американських програм «Місяць» та «Аполон». Згідно з датуванням, «моря» формувалися протягом тривалого часу з 4,4 по 2,9 мільярда років тому.

У грудні 2020 року китайський апарат «Чан’е-5», сів в Океані Бур у західній частині видимого боку Місяця, щоб відібрати зразки реголіту. Місце посадки було обрано з урахуванням відносної молодості лавових потоків, на яку вказували дистанційні методи спостережень. Подальший аналіз це підтвердив – базальти виявилися віком 2 мільярди років.

Вчені вважали, що на Місяці можна зустріти і молодші вулканічні породи — менше мільярда років. Про це говорили дані геоморфології, підрахунок кратерів на невеликих купольних структурах, нерегулярні плями базальтів, а також ознаки дегазації в області кратера Аристарха за 600 кілометрів на південь від місця посадки «Чан’є-5». Але це непрямі ознаки, а потрібні прямі дані.

У зразках, доставлених “Чан’є-5”, знайшли дрібні скляні краплі. Такі можуть утворюватися при виплескуванні насиченої летючими компонентами магми і відкладатися на великих територіях. Однак більшість крапель включали нерозплавлені уламки, що вказувало на їхнє імпактне походження. Відповідно постала проблема, відокремити саме вулканічне скло.

Одна скляна гранула розміром 10 мікрометрів, знайдена у брекчії, виявилася незвичайною. У ній підвищено вміст MgO та співвідношення MgO до Al₂O₃. Від часів місії «Аполон» відомо, що так можна розрізнити зразки ударного та вулканічного походження. Однак переконливих доказів досі не було. Китайські вчені разом із американськими колегами вирішили виправити ситуацію. Вони знайшли близько 3000 скляних крапель у зразках «Чан’є-5», здобутих безпосередньо з поверхні та бурінням. З них 764 не містили слідів імпактного походження. Саме їх відправили до електронно-зондового рентгенівського мікроаналізатора. Результати опубліковані в Science.

Склад скляних крапель сильно відрізнявся. Так, масова частка основного компонента – оксиду кремнію – коливалася від 16,4 до 61,2 відсотка, оксиду магнію – від 0,3 до 29,8 відсотка. Співвідношення MgO до Al₂O₃ і CaO до Al₂O₃ також сильно різнилося. Багато гранул виявили чіткі ознаки імпактного походження. Лише 13 шибок були схожі на ті, що інтерпретували раніше, як вулканічні. Однак авторів збентежив великий розкид у вмісті нікелю, тож для подальшого дослідження вони відібрали лише шість гранул, а після визначення ізотопного складу сірки відкинули ще три.

У результаті залишилося три скляні краплі, у вулканічному походженні яких автори були певні. Датування уран-свинцевим методом за допомогою мас-спектрометрії вторинних іонів показало, що вони сформувалися 123 (± 15) мільйони років тому. Гіпотезу омолодження внаслідок метеоритного удару відкинули як малоймовірну.

Вийшло, що ці три скла набагато молодші, ніж базальти в місці посадки. Крім того, вони відрізнялися від вулканічних зразків програми «Аполон» складом — підвищеним вмістом Na₂O, K₂O, P₂O₅, рідкісноземельних елементів, торію (цей набір називають KREEP). Вважається, що збагачені KREEP породи на Місяці могли частково розплавлятися під дією тепла радіогену і викликати спалахи вулканізму.