В пробах лунного грунта нашли фрагмент каменного астероида, который мог попасть на Луну миллиард лет назад

Ученые обнаружили фрагмент каменного астероида в лунном грунте, доставленном на Землю советской автоматической лунной станцией «Луна-16». По их оценкам, на Луну астероид попал не раньше излияния базальтов, заполнивших впадину Моря Изобилия, то есть от ~3,4 до 1 млрд лет назад. Новые данные о вещественном составе лунной коры получили исследователи подведомственного Минобрнауки России Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН совместно с зарубежными коллегами. Такие исследования позволяют ученым узнать больше об изменениях интенсивности и состава метеоритного потока.

Атмосфера эффективно защищает Землю от космических тел, лишь некоторые из них способны преодолеть этот барьер и достичь ее поверхности уже в виде метеоритов. Однако на Луне атмосфера отсутствует, поэтому так называемый «космический мусор» свободно достигает ее поверхности, формируя слой пыли — реголита. 

Поверхность Луны накапливает метеоритный материал Солнечной системы и содержит информацию об изменениях интенсивности и составе метеоритного потока за всю историю ее существования. Тем не менее, лишь единичные частицы метеоритов были обнаружены в доставленных на Землю образцах лунного грунта. Связано это с тем, что в результате ударного (по сути, взрывного) процесса происходит разброс, перемешивание, плавление и испарение как вещества мишени (реголита), так и вещества ударника (метеорита). Поэтому следы «космических пришельцев» на Луне оказываются тщательно скрыты от глаз ученых.

В сентябре 1970 года образец лунного реголита из Моря Изобилия был доставлен на Землю советской автоматической лунной станцией «Луна-16», его масса составила 101 г. Необычную частицу (200 мкм) обнаружили в конце 80-х.

Море Изобилия — лунное море в восточной части видимой стороны Луны, темное пятно с размытыми очертаниями краев. Один из самых древних многокольцевых бассейнов, возникший 4 млрд. лет назад.

Исследования реголита из Моря Изобилия начались в ГЕОХИ РАН сразу после доставки лунного грунта, но всесторонние исследования такой крошечной частицы стали возможны спустя десятилетия благодаря развитию аналитических методов. Детальные минералогические и изотопно-химические исследования показали, что это микрометеорит, относящийся к LL типу обыкновенных хондритов — классу каменных метеоритов, родительские тела у которых — каменные астероиды.

Чтобы лучше понять историю этой частицы, ученые провели ряд дополнительных исследований.

«К неожиданным результатам привело датирование изотопным уран-свинцовым методом присутствующего в нем зерна фосфатного минерала — мерриллита. Его возраст составил ~4,5 млрд лет, что соответствует самым ранним этапам эволюции Солнечной системы. Это означает, что с тех пор частица не испытала нагрев свыше 400ºС, иначе уран-свинцовые часы были бы нарушены. Однако структурные и спектральные характеристики слагающих фаз свидетельствуют о том, что слабое ударное событие в истории этого образца все-таки имело место. Частица попала на поверхность Луны либо в виде микрометеорита, либо как осколок от разрушения более крупного метеорита. А вот время, когда это событие случилось, остается загадкой. Определенно это произошло не раньше излияния базальтов, заполнивших впадину Моря Изобилия ~3,4 млрд лет назад, а возможно около 1 млрд лет назад», — сообщила заместитель заведующего лабораторией метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Светлана Демидова.

Возраст ударных событий (1 млрд лет) ранее отмечался в других частицах реголита «Луны-16» и сопоставим с возрастом катастрофического события (столкновения родительского тела с другим крупным астероидом), сформировавшего семейство астероидов этого типа.

Нельзя исключить и возможность недавнего падения метеорита на Луну, поскольку фрагмент обнаружен в верхнем слое реголита, и метеориты этого типа распространены в современном метеоритном потоке.

По словам ученых, дальнейшие поиски позволят пополнить коллекцию образцов внелунного вещества на Луне.

Результаты исследования опубликованы в Nature Astronomy. 

Рис. Электронное изображение фрагмента микрометеорита, найденного в образцах, доставленных АЛС «Луна-16».

Обломок состоит из оливина (Ol) и пироксена (Px) с небольшим количеством плагиоклаза (Pl) в промежутках между ними. Троилит (Tr) в срастании с Fe-Ni металлом заполняет секущий породу прожилок и многочисленные мелкие трещины. Mer, Chr обозначают соответственно минералы мерриллит и хромит. АЛС – автоматическая лунная станция.