Получены новые данные об этапах базальтового вулканизма на Луне
Сотрудники Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) в составе международной научной группы изучили 17 частиц базальтов из образца лунного реголита, доставленного АЛС «Луна-16». Детальное исследование с помощью комплекса современных методов позволило выявить два основных этапа базальтового вулканизма в Море Изобилия, имевшие место примерно 3.6 и 3.9 миллиарда лет назад.
Образование базальтов лунных морей — обширных темных равнин на поверхности Луны — представляет собой один из наиболее значимых процессов в истории спутника Земли. Реконструкция последовательности основных фаз лунного вулканизма в районе посадки автоматических лунных аппаратов, где образцы могут быть с высокой степенью достоверности сопоставлены с геологией окружающих районов, позволяет установить хронологию основных этапов вулканической активности на Луне, а также временные и пространственные изменения в составе и эволюции базальтовых магм и их источников.
В сентябре 1970 года образец реголита из Моря Изобилия был доставлен на Землю советской автоматической лунной станцией «Луна-16». В его составе присутствуют крошечные (до 1.5 мм) обломки базальтовых пород, образовавшиеся в результате дробления древних лавовых потоков, заполняющих ударный бассейн Моря Изобилия.
Главным классификационным признаком лунных базальтов является содержание в них титана. Ранее было установлено, что в образце преобладают фрагменты базальтов со средним содержанием TiO2 около 6 мас. %, однако были описаны и редкие обломки базальтов с низким содержанием TiO2 (около 1 мас. %). Минералого-петрографический состав этих магматических фрагментов широко изучался, но возраст их кристаллизации не было возможности определить достаточно точно из-за малого размера обломков. Новые методы анализа позволили установить точный возраст лунных базальтов.
«Для датировки базальтов двух типов был использован Pb-Pb изотопный метод с построением изохроны, специально разработанный для лунных базальтов и активно применяемый в последнее десятилетие для образцов американской программы «Аполлон» и китайской «Чанъэ». Основным условием использования данной методики является принадлежность нескольких крошечных фрагментов базальтов, обнаруженных в образце реголита, одному лавовому потоку. Доказательство единого происхождения нескольких обломков можно получить, детально изучив минералого-петрографический и изотопный состав этих пород», — рассказала одна из авторов исследования, старший научный сотрудник лаборатории метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН, кандидат геолого-минералогических наук Светлана Демидова.
Авторы установили, что 14 обломков основной группы базальтов «Луны-16» представлены породами, которые кристаллизовались 3590.3 ± 9.4 млн лет назад. Анализ геологии региона позволил предположить, что именно в это время произошло излияние базальтов, занимающих большую часть поверхности Моря Изобилия. Базальты второй группы встречаются гораздо реже (3 фрагмента), а возраст их значительно древнее. Их излияние произошло 3919 ±27 млн лет назад, и именно эти породы могут составлять первичное базальтовое наполнение Моря Изобилия, по крайней мере, в некоторых частях бассейна. По мнению ученых, породами ранней стадии базальтового вулканизма также сложены редкие горные массивы диаметром несколько километров, расположенные в непосредственной близости от места посадки «Луны-16».
По словам исследователей, полученные данные важны для понимания истории Луны и планирования будущих лунных миссий.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.