Личный кабинет

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.