По сей день происхождение Луны не установлено однозначно. Наиболее распространённой является теория гигантского удара, согласно которой примерно 4,5 млрд. лет назад Земля столкнулась с объектом размером с Марс, вследствие чего на орбите образовались обломки, из которых сформировалась Луна. В период формирования Земли такие события были распространены в Солнечной системе.
Исследования проб лунного грунта, доставленных миссиями НАСА "Аполлон", свидетельствуют, что по составу он близок к земному, включая изотопы, но отличается обедненностью летучими элементами вроде углерода. Ученые объясняют последнее их испарением под влиянием сильного нагрева, вызванного мощным столкновением. Аналогичный изотопный состав подтверждает гипотезу о едином источнике материала.
Однако недавние исследования показали эмиссию ионов углерода на Луне. Кроме того, по результатам изучения проб, отобранных аппаратом "Чанъэ-5" в 2020 г., в них обнаружен графен. Для определения его использовался ряд методов, включая сканирующую электронную микроскопию и рамановскую спектроскопию.
Данное вещество содержалось в образце «оливковой формы» размерами 2,9x1,6 мм. Оно приурочено к обогащенному углеродом участку грунта и представлено в виде 2-7-слойных чешуек.
Графен образовал структуру оболочки вокруг ядра из сложных соединений. Это свидетельствует о том, что он формировался не путем эксфолиации (отделения слоев в результате разрыва связей под термическим воздействием), а снизу-вверх.
По словам ученых, в рамках изучения происхождения Луны важно установить кристаллическую структуру местного углерода. Это связано с фундаментальным значением данного элемента для формирования и эволюции космических объектов, а его структура зависит от происхождения.
Графен, представляющий собой однослойную разновидность углерода, хорошо изучен с данной точки зрения, так как его получают искусственно в различных вариантах морфологии и свойств, варьируя процессы формирования. Поэтому данное вещество предоставит важные сведения о геологической эволюции Луны.
Кроме того, исследователи обнаружили в обогащенных углеродом участках грунта железосодержащий минерал. Они предположили, что такие соединения, как оливин и пироксен, могли выступать катализаторами в синтезе графена из углерода. Источником энергии, давления и температуры могли быть солнечные ветры, метеоритные удары или вулканическая активность.
По словам ученых, данное открытие может привести к пересмотру состава и эволюции Луны.
