The Geochemical Effect of Impact Processing of Polar Regolith on the Moon

A. T. Basilevsky; Базилевский А. Т.; V. A. Dorofeeva; Дорофеева В. А.; Yuan Li; Ли Юань; LiGang Fang; Фанг ЛиГанг

doi:10.31857/S0320930X22060032

Геохимический эффект ударной переработки полярного реголита на Луне

Авторы: Базилевский А.Т.¹, Дорофеева В.А.¹, Ли Ю.², Фанг Л.²
Учреждения:
1. Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
2. Сучжоуский профессиональный университет
Выпуск: Том 57, № 1 (2023)
Страницы: 38-44
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0320-930X/article/view/134968
DOI: https://doi.org/10.31857/S0320930X22060032
EDN: https://elibrary.ru/EKGCXB
ID: 134968

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В работе рассматриваются геохимические эффекты ударной переработки полярного реголита Луны. В нем присутствует примесь льда воды, что может (должно?) создавать условия для возможных химических реакций. Пока достаточно надежно обнаружен один геохимический эффект – образование нехарактерного для относительно низких селенографических широт гематита Fe₂O₃. В работе выполнен термодинамический анализ условий, необходимых для образования гематита. Показано, что для этого требуется присутствие свободного кислорода, который, как вариант, может накапливаться при диссипации в открытый космос водорода, образующегося при разложении воды. Конкретный механизм, или механизмы, образования гематита требуют дальнейшего изучения. Весьма вероятно, что ударная переработка полярного реголита приводит также к гидратации силикатных стекол и к образованию тяжелых углеводородов. Диссипация в открытый космос, по-видимому, образующегося в этих процессах свободного водорода должна приводить к увеличению содержания дейтерия в остающемся водороде. Возможно, лед Н₂О полярного реголита содержит значительное количество тяжелой воды. Будущие исследования в полярных областях Луны, особенно с доставкой образцов на Землю, должны подтвердить или опровергнуть эти выводы и предположения.

Ключевые слова

полярные регионы Луны, ударные кратеры, реголит, летучие компоненты, гематит

Список литературы

Базилевский А.Т., Креславский М.А., Дорофеева В.А., Ли Юань, Фанг ЛиГанг. Ударная переработка реголита в полярных регионах Луны // Астрон. вестн. 2022. Т. 56. № 3. С. 1–9. (Basilevsky A.T., Kreslavsky M.A., Dorofeeva V.A., Li Yun, Fang LiGang. Impact-caused regolith reworking within polar regions of the Moon // Sol. Syst. Res. 2022. V. 56. № 3. P. 155–163. https://doi.org/10.1134/S003809462203001710.1134/S0038094622030017)https://doi.org/10.31857/S0320930X2203001X
Глушко В.П., Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А., Хачкурузов Г.А. и др. (1–4 том).Иориш В.С., Аристова Н.М., Бергман Г.А., Горохов Л.Н., Гусаров А.В. и др. (5–6 том). Справочник “Термодинамические свойства индивидуальных веществ” в 6 томах. Изд. “Наука”, Москва, 1978–2004 гг.
Демидова С.И., Назаров М.А., Лоренц К.А., Курат Г., Брандштеттер Ф., Нтафлос Т. Химический состав лунных метеоритов и вещества лунной коры // Петрология. 2007. Т. 15. № 4. 416–437.
Дьячкова М.В., Митрофанов И.Г., Санин А.Б., Литвак М.Л., Третьяков В.И. Характеристика мест посадки космического аппарата Луна-25 // Астрон. вестн. 2021. Т. 55. № 6. С. 522–541. (Djachkova M.V., Mitrofanov I.G., Sanin A.B., Litvak M.L., Tret’yakov V.I. Characterization of the Luna-25 landing sites // Sol. Syst. Res. 2021. V. 55. Iss. 6. P. 509–528. https://doi.org/10.1134/S003809462106003410.1134/S0038094621060034.)https://doi.org/10.31857/S0320930X21060037
Ефанов В.В., Долгополов В.П. Луна. От исследования к освоению (к 50-летию космических аппаратов “Луна-9” и “Луна-10”) // Вестн. НПО им. С.А. Лавочкина. 2016. Т. 4 (34). С. 3−8.
Митрофанов И.Г., Зеленый Л.М. Об освоении Луны. Планы и ближайшие перспективы // Земля и Вселенная. 2019. № 4. С. 16–37.
Митрофанов И.Г., Зеленый Л.М., Третьяков В.И., Калашников Д.В. Луна-25: первая полярная миссия на Луну // Астрон. вестн. 2021. Т. 55. № 6. С. 497–508. doi: (Mitrofanov I.G., Zelenyi L.M., Kalashnikov D.V. Luna-25: The first polar mission to the Moon // Sol. Syst. Res. 2021. V. 55. Iss. 6. 485–495. https://doi.org/10.1134/S003809462106009510.1134/S0038094621060095)https://doi.org/10.31857/S0320930X21060098
Arthemis Plan. NASA’s Lunar Exploration Program Overview. September 2020. 73 p.
Avdellidou C., Munaibari E., Larson R., Vaubaillon J., Delbo M., Hayne P., Wieczorek M., Sheward D., Cook A. Impacts on the Moon: Analysis methods and size distribution of impactors // Planet. and Space Sci. 2021. V. 200. id. 105201. P. 1–22.
Avdellidou C., Vaubaillon J. Temperatures of lunar impact flashes: Mass and size distribution of small impactors hitting the Moon // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2019. V. 484. P. 5212–5222.
Colaprete A., Schultz P., Heldmann J., Wooden D., Shirley M., and 12 co-authors. Detection of water in the LCROSS ejecta plume // Science. 2010. V. 330. P. 463–468.
Dong C., Green J.L., Wang L., Draper D.S., Lingam M., Liu N., Boardsen S.A. Moon’s polar ice and hematite: A consequence of ancient lunar dynamo // 52nd Lunar and Planet. Sci. Conf. 2021. Abstract 1790.
Gerasimov M.V., Dikov Yu.P., Yakovlev O.I., Wlotzka F. Experimental investigation of the role of water in impact vaporization chemistry // Deep-Sea Res. 2002. V. 49. P. 995–1009.
Green R.O., Pieters C., Mouroulis P., Eastwood M., Boardman J., and 49 co-authors. The Moon Mineralogy Mapper (M3) imaging spectrometer for lunar science: Instrument description, calibration, on-orbit measurements, science data calibration and on-orbit validation // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. E00G19.
Head J., Pieters C., Scott D., Ivanov M., Krasilnikov S., and 8 co-authors. Geologic context for lunar south circumpolar region exploration: Implications for goals, site selection and operations strategy // Twelfth Moscow Solar System Symp. 2021. Abstract 12MS3-MN-03.
Ivanov M.A., Hiesinger H., Abdrakhimov A.M., Basilevsky A.T., Head J.W., Pasckert J.-H., Bauch K., van der Bogert C.H., Gläser P., Kohanov A. Landing site selection for Luna-Glob mission in crater Boguslawsky // Planet. and Space Sci. 2015. V. 117. P. 45–63.
Ivanov M.A., Abdrakhimov A.M., Basilevsky A.T., Demidov N.E., Guseva E.N., Head J.W., Hiesinger H., Kohanov A.A., Krasilnikov S.S. Geological characterization of the three high-priority landing sites for the Luna-Glob mission // Planet. and Space Sci. 2018. V. 162. P. 190–206.
Le Feuvre M., Wieczorek M.A. Nonuniform cratering of the terrestrial planets // Icarus. 2008. V. 197. P. 291–306.
Li S., Lucey P.G., Fraeman A.A., Poppe A.R., Sun V.Z., Hurley D.M., Schultz P.H. Widespread hematite at high latitudes on the Moon // Sci. Adv. 2020. V. 6. Iss. 36. doi: org/10.11.26/sciadv. aba1940
Litvak M.L., Mitrofanov I.G., Sanin A., Malakhov A., Boynton W.V., and 15 co-authors. Global maps of lunar neutron fluxes from the LEND instrument // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. E00H22.
Lodders K., Fegley B., Jr. The Planetary Scientist’s Companion. New York. Oxford: Oxford Univ. Press, 1998. 371 p.
McKay D.S., Heiken G., Basu A., Blanford G., Simon S., Reedy R., French B.M., Papike J. The lunar regolith // Lunar Source Book. Cambridge Univ. Press, 1991. P. 285–356.
Melosh H.J. Planetary Surface Processes. Cambridge Univ. Press, 2011. 500 p.
Stopar J.D., Jolliff B.L., Speyerer E.J., Asphaug E.I., Robinson M.S. Potential impact-induced water-solid reactions on the Moon // Planet. and Space Sci. 2018. V. 162. P. 157–169.
Werner S.C., Ivanov B.A. Exogenic dynamics, cratering, and surface ages // Treatise on Geophysics. Second Edition. 2015. P. 327–365.
Xu Lin, Pei Zhaoyu, Zou Yongliao, Wang Chi. China’s Lunar and Deep Space Exploration Program for the next decade (2020-2030) // Chinese J. Space Sci. 2020. V. 40. № 5. P. 615–617.