Новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Вчера репортеры узнали из Института физики Китайской академии наук, что китайская научно-исследовательская группа обнаружила на Луне минеральный кристалл, богатый молекулами воды и аммония, в лунных образцах, доставленных «Чанъэ-5». Это открытие знаменует собой первый случай обнаружения молекулярной воды в возвращенном лунном грунте и раскрывает истинные формы молекул воды и аммония на Луне.

Открытие гидратированных минералов на лунной поверхности знаменует собой крупный прорыв в изучении лунной воды и аммония, а также открывает новые возможности для разработки и использования лунных ресурсов в будущем. Соответствующие результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Есть ли вода на Луне, на протяжении десятилетий было ключевым вопросом лунных научных исследований и использования ресурсов. Исторически в лунном грунте, собранном миссиями «Аполлон», не было обнаружено гидратированных минералов, что когда-то заставило научное сообщество поверить в то, что Луна представляет собой сухую пустыню. Лишь в последние годы серия миссий дистанционного зондирования обнаружила доказательства существования лунной воды в постоянно затененных областях лунных полюсов и в некоторых частях лунных освещенных областей. Используя высокочувствительную технологию определения характеристик, люди последовательно обнаружили «воду» (гидроксил OH-) порядка PPM (частей на миллион) в некоторых образцах Аполлона. До сих пор не было найдено убедительных доказательств существования молекул воды в возвращенном лунном грунте. Форма существования молекулярной воды на лунной поверхности также неизвестна.

Это исследование было завершено в сотрудничестве с исследователями Чэнь Сяолун из Института физики Китайской академии наук, младшим научным сотрудником Цзинь Шифэном и докторантом Хао Мунань, доцентом Го Чжуннань из Пекинского университета науки и технологий, инженером Инь Бохао из Тяньцзиня. Университета и исследователь Ма Юньци из Цинхайского института соленого озера Китайской академии наук.

С помощью высокоточной монокристаллической дифракции и химического анализа исследователи определили, что молекулярная формула минерала — (NH4, K, Cs, Rb) MgCl3·6H2O, который представляет собой гидратированный минерал.

Фото и состав УЛМ-1. а. Фотография образца почвы CE5, б. Фотография монокристалла УЛМ-1, в. Спектр ЭДС, д. ИК-спектр.

В его структуре содержится до шести кристаллических вод, а массовое соотношение молекул воды в образце достигает 41%.

Кристаллическая структура и плотность заряда УЛМ-1.

Инфракрасные и рамановские спектры позволяют четко наблюдать пики колебаний молекул воды и аммония, а анализ плотности заряда позволяет отличить водород в молекулах воды.

Чэнь Сяолун рассказал, что кристаллическая структура этого минерала такая же, как у редкого минерала из вулканического кратера, обнаруженного на Земле в последние годы. На Земле минерал образуется в результате взаимодействия горячего базальта с вулканическими газами, богатыми водой и аммиаком, что позволяет предположить тесную связь между лунной водой и вулканической активностью.

Чтобы убедиться в точности этого вывода, исследователи провели тщательный химический анализ и анализ изотопов хлора (37Cl/35Cl). Экспериментальные данные показывают, что изотопный состав Cl этого минерала существенно отличается от такового у земных минералов. Его значение δ37Cl достигает 24‰, что соответствует минералам на Луне.

Распределение изотопов хлора в различных земных и экзопланетных материалах.

Анализ химического состава минерала и условий образования также исключил земное загрязнение или выхлопы ракет как источник гидрата. Существование этого гексагидратного минерала является важным ограничением на состав лунных вулканических газов. На основании термодинамического анализа нижний предел содержания воды в лунных вулканических газах в то время был эквивалентен нынешнему самому сухому вулкану Ленгай на Земле, что имеет большое значение для нашего понимания эволюции Луны. Результаты раскрывают сложную историю вулканической дегазации на Луне.

Ограничение фугитивности воды в лунных вулканических газах за счет кристаллизации УЛМ-1.

Открытие этого гидратированного минерала также выявило возможную форму молекул воды на Луне — гидратированные соли. В отличие от летучего водяного льда, этот гидрат очень стабилен в высоких широтах Луны (место отбора проб Чанъэ 5). Это означает, что эта стабильная гидратированная соль может существовать даже на огромной освещенной луной территории, открывая более широкие перспективы для использования и исследования лунных ресурсов.

Младший научный сотрудник Цзинь Шифэн и Хао Мунань являются соавторами, а научный сотрудник Чэнь Сяолун — автором-корреспондентом. Центр исследования Луны и космической инженерии предоставил для этого исследования образцы лунного грунта (CE5C0400).

Автор: Сюй Циминь

Текст: Сюй Циминь Фотографии: предоставлены собеседником Редактор: Сюй Циминь Редактор: Жэнь Цюань

Пожалуйста, указывайте источник при перепечатке статьи.