Люди на Луне

КРАТКИЙ ОТВЕТ: Грунт на поверхности Луны тысячи и миллионы лет находится под воздействием космических частиц и микрометеоритов. Микроструктуру и химический состав лунного грунта, который содержит следы этого воздействия, практически невозможно подделать.

Автор главы – петролог, научный сотрудник Баварского геоинститута, научный журналист Кирилл Власов

С поверхности Луны на Землю можно привезти весьма короткий перечень вещей: лунные горные породы, остатки не лунных метеоритов и некоторое количество высокотехнологичного антропогенного мусора, бывшего когда-то высокотехнологичным оборудованием. С последним пунктом все ясно: метеориты к нам летают одни и те же, поэтому везти их оттуда особого смысла нет. А вот с лунными породами все гораздо интереснее. Если твердые породы могут быть выбиты с поверхности и попасть на Землю в виде лунных метеоритов, то рыхлые, такие как лунный грунт, также называемый лунным реголитом, можно привезти лишь с помощью пилотируемых миссий или космических зондов.

Изначально реголитом называли все рыхлые горные породы на поверхности нашей планеты, но со временем это название закрепилось именно за материалом лунной поверхности. Им покрыта почти вся поверхность Луны, за исключением отвесных кромок кратеров и редких остатков древних лавовых потоков. Процессы, приводящие к формированию реголита на Земле и Луне, совершенно разные. На Земле он образуется под действием воды, живых организмов, ветра. На Луне же этих факторов нет, но есть непрерывный поток метеоритов разного размера и бомбардировка космическими лучами.

При падении метеорита происходит несколько процессов. Образуется кратер, вещество породы-мишени и сам метеорит плавятся, дробятся и разбрасываются вокруг места удара. Часть расплавленных пород просто разлетается, а часть смешивается с материалом с места падения и застывает, образуя породы, которые называются импактными брекчиями (от англ. impact – удар). Они имеют очень характерный вид, напоминая сцементированные кусочки разного строительного мусора. Маленькие капельки расплава, разлетающиеся в разные стороны, мгновенно закаляются в стекло, так что на поверхность падают уже круглые зеленовато-коричневые шарики, ленты и спекшиеся кусочки неправильной формы. Часть пород и вовсе дробится до отдельных зерен минералов. Для них обычны шоковые деформации, которые хорошо наблюдать под микроскопом. Кристаллическая структура повреждается или вовсе исчезает, что влияет на оптические свойства этих зерен. Смесь кусков таких брекчий, стекол, просто обломков исходных магматических пород, отдельных кристалликов минералов и есть тот самый лунный грунт.

Самое интересное, что привносят метеориты в реголит, – это вода. Углистые хондриты и кометные тела содержат в себе значительное количество H₂O (10–15 % для некоторых углистых хондритов), которая накапливается на поверхности в реголите, особенно в затененных частях глубоких кратеров. Также вода может образовываться при реакции оксида железа с протонами солнечного ветра. На основе анализов лунных горных пород долгое время, до 1990-х годов, предполагалось, что реголит абсолютно сухой, но оснащенные радарами и нейтронными детекторами космические аппараты позволили опровергнуть эту гипотезу и даже составить карту распределения льда. Среднее содержание H₂O на данный момент полагается около 220–520 г на тонну реголита.

Так как поверхность этого космического тела не обновляется (на Луне нет спрединга, субдукции, да и магматической активности в целом), то вещество может накапливаться в одном углублении на протяжении сотен миллионов лет до тех пор, пока туда не прилетит очередной метеорит. В зависимости от возраста поверхности различается и толщина реголита: для геологически более молодых лунных морей это 4–5 м, а на древних «материках» – до 10–15 м.

Важной характеристикой реголита является его гомогенность: в каждом отдельном месте он отлично перемешан миллионами лет метеоритных бомбардировок. Он однороден и по составу представляет собой нечто среднее между всеми горными породами в радиусе нескольких сотен километров с добавкой внелунного метеоритного вещества, испытавшего длительное воздействие солнечного ветра и космических лучей. Иногда выделяются небольшие неоднородности, связанные с недостаточным перемешиванием или молодостью выброса, но таких множественных слоев и сортировки материала, как у земных осадочных пород вроде песчаников, на Луне не найти.