Каталог Минералов
 
Новости / Внеземное / Как ведется изучение внутреннего строения и химического состава Луны

обсудить на форуме



27.05.2024

Как ведется изучение внутреннего строения и химического состава Луны



По словам главного научного сотрудника лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов ГЕОХИ РАН, Луна имеет те же внутренние оболочки, что и Земля: кору, мантию и ядро. Отличия состоят в твердом состоянии мантии и наличии частично расплавленного переходного слоя к ядру. Ядро состоит из железоникелевого сплава с примесью лёгких элементов и имеет два слоя: твердый внутренний и жидкий внешний. Его совокупный радиус составляет 300-400 км при среднем радиусе Луны 1737 км.

По данным сейсмических исследований аппарата Аpollo, гравитационных наблюдений спутников и изотопных исследований доставленных образцов, химический состав Луны на 99% составляют оксиды Si, Al, Ca, Na, Fe, Mg, Ti. Около 1% занимают оксиды K, Ni, Mn, Cr. Из минералов в коре и мантии распространены плагиоклазы, базальты, гранаты, оливин, ильменит, шпинель, орто- и клинопироксен и др.

Основными объектами исследования ГЕОХИ РАН являются доставленные образцы и материал метеоритов лунного происхождения. Однако эти пробы могут отразить параметры только верхнего слоя коры (до 1 км). Для изучения более глубинных слоев используются данные сейсмических, гравитационных, электромагнитных и термических исследований и моделирование.

Космические аппараты в качестве методов исследования используют сейсмологию, термическое и электромагнитное зондирование, лазерную локацию, альтиметрию, радиолокационную интерферометрию. За период изучения Луны, которое началось в 60 гг. прошлого века, с помощью орбитальных зондов были получены данные о ее строении, химическом составе и термических свойствах. Новые исследования, по словам ученого, направлены на детализацию и углублению полученных сведений.

Научный сотрудник утверждает, что в моделировании произошел переход от ранних моделей, предполагавших оливиновый состав верхней мантии, к моделям, отражающим преобладание пироксена. Первые были основаны на данных Аpollo, вторые – на гравитационных и сейсмических данных. Развитию их способствовали результаты спектрального анализа Chang’e-3 и 4 пород ударных бассейнов. То есть был обоснован оливин-пироксенитовый состав лунной мантии, характеризующейся преобладанием кремнезема и оксида Fe и отличающейся от пиролитовой земной.

К тому же геохимические и геофизические модели химического состава Луны значительно противоречат друг другу. Основные модели сосредоточены на содержании породообразующих оксидов, таких как Si, Al, Fe, Ca, Mg. Так, в геохимии разработана 2 предельные модели: LPUM и TWM. Обе они предполагают концентрацию кремнезема около 45%, однако показатели содержания Al, Ca и Fe отличаются в 1,5 раза.

Исходя из этих противоречий, для получения более точных результатов ученые предполагают сосредоточиться на гравитационных и сейсмических методах изучения.

К тому же в последнее время были разработаны новые E- и M-модели химического состава мантии. Они основаны на дополнительных геохимических параметрах в виде ограничений содержания тугоплавких металлов: в E-модели введены земные значения концентрации оксидов Al и Ca, в M-модели – более высокие.

Моделирование позволяет на основе сейсмических и гравитационных данных установить химический состав и температурный режим. Возможно использование и обратной методики.

Исследователь привел доводы в пользу недавно выдвинутой сотрудниками Университета Аризоны теории о перевороте Лунной мантии. По его словам, на ранней стадии развития в жидком поверхностном слое, образовавшемся в результате нагрева, возникла гравитационная неустойчивость, приведшая к гравитационной реструктуризации или конвективному общемантийному овертону. Суть этого процесса состоит в перемещении легкого вещества к поверхности, тяжелого – в недра с выделением железосульфидного материала в ядро.

Ученый обосновывает теоретическую актуальность изучения строения Луны тем, что это позволит лучше понять строение Земли и происхождение системы планета-спутник. С практической точки зрения Луна рассматривается в качестве промежуточной базы для дальних космических полетов, а также минерально-сырьевой базы. В этом смысле примечательны результаты нейтронной спектроскопии, свидетельствующие о потенциальном присутствии водородсодержащих соединений (возможно, водяного льда) на полюсах.
Россия

Читайте новости Каталога Минералов на Яндекс
обсудить на форуме



новости из рубрики Внеземное
  • 23.07.2025 Предлагается создание криохранилища биоразнообразия на Луне
    Ученые рассматривают возможность сохранения сокращающегося биологического разнообразия на Луне путем криоконсервации. Луна подходит для этого благодаря естественным условиям. Однако такой подход потребует разработки специализированных систем доставки и хранения образцов, а также развития лунной инфраструктуры. »»»

  • 22.07.2025 Изучен элементный состав наиболее удаленной известной галактики
    По результатам наблюдений за наиболее удаленной из известных галактикой установлено, что она содержит примерно в 10 раз больше тяжелых химических элементов, чем предполагалось, включая кислород. Это свидетельствует о значительно более быстрых процессах эволюции ранней Вселенной, чем считалось. »»»

  • 21.07.2025 Изучен метеорит Агуас Заркас
    Путем исследования упавшего в 2019 г. в Коста-Рике метеорита Агуас Заркас ученые установили, что данный объект при входе в атмосферу имел диаметр около 60 см и является фрагментом более крупного астероида из внешних областей пояса астероидов. Его материал хорошо сохранился, пройдя атмосферу и столкнувшись с Землей. »»»

  • 17.07.2025 Впервые обнаружена суперземля на удаленной орбите
    Ученые впервые обнаружили суперземлю на удаленной орбите, в то время как ранее предполагалось, что такие объекты приурочены ко внутренним областям планетных систем. Это свидетельствует о том, что планетные системы формируются по-разному и могут иметь разную структуру. »»»

  • 16.07.2025 Изучено поведение исходных компонентов в недрах молодых планет
    Путем моделирования ученые установили, что в раскаленных недрах молодых планет водород и вода формируют однородную смесь. По мере остывания она начинает разделяться, что приводит к образованию слоистой структуры. »»»

  • 15.07.2025 Обнаружена новая субнептуновая экзопланета
    В системе звезды HD 119355 обнаружена экзопланета субнептунового типа TOI-3493 b. Она крупнее Земли и значительно тяжелее, что свидетельствует о средней плотности. На основе этого выдвинуто 2 гипотезы строения. »»»

  • 15.07.2025 Получены новые данные по атмосфере Урана
    По результатам наблюдений изучено распределение метана по широтам, сезонные и широтные изменения аэрозолей и установлено отсутствие метана в стратосфере Урана. »»»

  • 12.07.2025 Зафиксированы полярные сияния на Нептуне
    Впервые удалось зафиксировать полярные сияния на Нептуне. Они выглядят как голубые пятна и ввиду наклона магнитного поля относительно оси вращения планеты проявляются на средних широтах. »»»

  • 11.07.2025 Установлен перенос аммиака штормами на Юпитере
    По результатам анализа данных наблюдений за Юпитером в период шторма 2016-2017 гг. и моделирования ученые выяснили, что эти явления переносят аммиак между слоями атмосферы: восходящие потоки уносят его в верхние слои из-под облаков, нисходящие возвращают в виде ледяных частиц. »»»

  • 09.07.2025 Обнаружен новый пост-красный сверхгигант
    По результатам наблюдений ученые установили, что звезда HD 144812 является пост-красным сверхгигантом, вращающимся вокруг звезды-компаньона, имеющей диск вещества, сформированный в предыдущую фазу красного сверхгиганта. »»»




  • Моя коллекция
  • Добавить образец
  • Добавить месторождение
  • Предложить новость
  • Управление рассылкой
  • Профайл