Ученые нашли объяснение удивительному феномену — образованию ржавчины на поверхности Луны. Согласно новому исследованию, ключевую роль в этом процессе играет наша собственная планета. Оказалось, что кислород, покидающий земную атмосферу, способен достигать Луны и окислять железо в ее грунте, формируя минерал гематит, который мы знаем как ржавчину. Лабораторные эксперименты подтвердили, что именно этот механизм, связанный с магнитосферой Земли, лучше всего объясняет как сам факт наличия гематита на безвоздушном спутнике, так и характерную картину его распределения, открывая новую главу в изучении химического взаимодействия между Землей и Луной.
Загадка лунной ржавчины
Несколько лет назад обнаружение гематита на Луне стало настоящей научной сенсацией и поставило исследователей в тупик. Этот минерал, широко распространенный на Земле, образуется в результате окисления железа при наличии кислорода и воды. Однако Луна лишена плотной атмосферы, а значит, и свободного кислорода, необходимого для реакции. Более того, ее поверхность постоянно бомбардируется солнечным ветром — потоком заряженных частиц, преимущественно водорода, который обладает восстановительными свойствами и должен, наоборот, препятствовать окислению.
Магнитный мост между планетами
Разгадка оказалась связана с магнитосферой Земли. Под давлением солнечного ветра магнитное поле нашей планеты вытягивается, образуя длинный «хвост» — магнитосферный шлейф. В этом шлейфе содержатся частицы, ускользнувшие из верхних слоев земной атмосферы, в том числе ионы кислорода. Когда Луна в фазе полнолуния проходит через этот шлейф, она оказывается в магнитной тени Земли. Эта тень блокирует до 99% потока солнечного ветра.
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Таким образом, примерно на пять дней в месяц на Луне создаются уникальные условия: снижается интенсивность восстановительной бомбардировки водородом, и в то же время поверхность подвергается воздействию кислорода земного происхождения. Именно в эти периоды, как полагают ученые, и происходит процесс «ржавления».Экспериментальное подтверждение
Чтобы проверить эту гипотезу, международная команда под руководством Сианьди Цзэна из Университета науки и технологий Макао провела серию лабораторных опытов. Ученые облучали ионами кислорода образцы железосодержащих минералов, аналогичных лунным, имитируя воздействие «земного ветра». Результаты показали, что кислород действительно способен окислять металлическое железо с образованием гематита. В последующих экспериментах образовавшийся гематит подвергали облучению водородом разной энергии. Оказалось, что низкоэнергетические частицы солнечного ветра не могут обратить вспять реакцию окисления, если она уже произошла под воздействием периодических «порций» земного кислорода. Это также объясняет, почему ржавчина сконцентрирована именно в полярных регионах Луны: магнитосферный шлейф направляет ионы кислорода преимущественно к высоким широтам.
Вода как побочный продукт
Исследование помогло пролить свет и на другую загадку: гематит на Луне часто находят в непосредственной близости от залежей воды. Ученые обнаружили, что при облучении уже сформировавшегося гематита высокоэнергетическим водородом (имитация условий в магнитосферном шлейфе) кислород может отделяться от железа и соединяться с водородом, образуя молекулы воды. Это позволяет предположить, что вода рядом с лунной ржавчиной является не причиной ее образования, а, наоборот, возможным побочным продуктом частичного разрушения оксида железа.
Историческая летопись в лунном грунте
Авторы работы делают важный вывод: образование гематита на Луне свидетельствует об активном и, вероятно, длительном материальном обмене между Землей и ее спутником, который мог продолжаться более 4 миллиардов лет. Более того, лунный гематит может служить уникальным архивом, хранящим запись об изменениях состава земной атмосферы в глубоком прошлом, включая такое масштабное событие, как Кислородная катастрофа, произошедшая около 2,4 миллиардов лет назад. Предстоящие лунные миссии, такие как индийская «Чандраян-3» и китайская «Чанъэ-7», нацеленные на изучение южного полюса, предоставят новые возможности для проверки этой гипотезы и углубления нашего понимания совместной истории двух небесных тел.
Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
26.09.2025 19 FacebookXVKontakteOdnoklassnikiTelegram Подпишитесь на нас:Вконтакте / Telegram / Дзен НовостиБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Ученые раскрыли причину неожиданного явления — ржавления Луны.