Каким образом летучие элементы и вещества могли сохраниться в Луне, несмотря на её горячее рождение?

Количество воды на Луне (точнее, в Луне), возможно, переоценивается учёными, доверяющими минералу апатиту, утверждают Джереми Бойс из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) и его коллеги.

Специалисты разработали компьютерную модель, воспроизводящую кристаллизацию апатита в океане магмы на заре лунной истории. Оказалось, что необычайно богатые водородом кристаллы апатита, наблюдаемые во многих образцах лунной породы, совсем не обязательно формировались в насыщенной водой среде, как это принято считать. Тем самым опровергается давным-давно принятое допущение о том, что водород в апатите — отличный индикатор присутствия воды на Луне.

Следовательно, воды на нашем спутнике намного меньше, чем кажется.

Поворот интересный и неожиданный. На протяжении десятилетий на Луну взирали как на тело, почти полностью лишённое воды. В 2010 году, однако, в образцах лунной породы обнаружили апатит, богатый водородом. Был сделан сенсационный вывод о том, что просуществовавшая многие годы гипотеза неверна. По сути, учёные исходили из того, что сведения, добытые благодаря небольшому кусочку апатита, можно экстраполировать на весь относительно крупный объём магмы, из которого он кристаллизовался, а то и на Луну целиком. Вот тут-то г-н Бойс и призывает проявить осторожность.

По его словам, высокая «влажность» лунного апатита — результат странностей процесса кристаллизации, а не свидетельство присутствия большого количества воды. Когда вода, находящаяся в расплавленной породе, остывает, апатит может образоваться путём включения атомов водорода в его кристаллическую структуру. Однако водород входит во вновь кристаллизующийся минерал только в том случае, если близки к исчерпанию запасы фтора и хлора — строительных блоков, которым апатит отдаёт предпочтение перед водородом.

«Образующийся первым апатит настолько богат фтором, что в окружающей магме этого элемента практически не остаётся, после чего наступает очередь хлора, — поясняет г-н Бойс. — Последующий апатит сталкивается с нехваткой того и другого, и он соглашается на водород, потому что у него нет выбора».

Отсюда следует, что насыщенный водородом апатит не отражает содержание воды в магме.

Дискуссия имеет значение для понимания того, как образовалась Луна. Господствующая теория гласит, что водорода и летучих элементов вообще не должно быть в лунной породе. Многие учёные полагают, что Луна сформировалась вследствие столкновения Земли с неким гигантским телом более 4 млрд лет назад. На орбиту было выброшено большое количество материала, из которого впоследствии слепилась Луна. Если эта модель верна, в первые годы своего существования спутник был полностью расплавленным, и, следовательно, лёгкие элементы (водород в их числе) поднимались на поверхность и улетали в космос. Поскольку водород — один из компонентов воды, Луна, образованная таким образом, должна быть сухой.

Действительно, большинство «лунных камней» чрезвычайно сухи и лишены лёгких элементов. Тем не менее насыщенные водородом кристаллы апатита находят во многих образцах. Каким образом летучие элементы и вещества могли сохраниться в Луне, несмотря на её горячее рождение? Вероятно, мы чего-то не знаем о составе и условиях существования древней Луны.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.