Исследователи создали компьютерные модели химического состава горных пород. Команда исследовала, как они могут вести себя в океане жидкой магмы размером с всю Луну. Они обнаружили, что кристаллы неподвижно находились в жидком магматическом океане ранней Луны. Со временем они затвердели, образовав «крышку», из которой образовалась кора Луны.
Новое исследование показало, что лунная кора могла образоваться благодаря «слякотному» магматическому океану, который замерзал в течение сотен миллионов лет, пишет dailymail.co.uk.
Международная группа ученых во главе с Кембриджским университетом создала серию компьютерных и математических моделей для изучения химического состава и поведения лунных пород, а также того, как они будут вести себя на ранней луне из «жидкой магмы».
Они обнаружили, что когда Луна остыла, после ее первоначального взрывного начала, замерзшее море расплавленной породы могло привести к нынешней лунной поверхности.
Исследователи заявили, что лунная кора могла образоваться подобно кристаллам в слякотной машине, прежде чем оставаться во взвешенном состоянии в жидкой магме в течение сотен миллионов лет, пока «слякоть» молодой Луны замерзала и затвердевала.
Если кристаллы остаются взвешенными в виде суспензии, то, когда содержание кристаллов в суспензии превышает критическое пороговое значение, суспензия становится густой и липкой.
Это увеличение содержания кристаллов наиболее резко происходит у поверхности, где жидкий океан магмы охлаждается, в результате чего образуется горячая, хорошо перемешанная жидкая внутренняя часть и медленно движущаяся, богатая кристаллами лунная «крышка», создающая лунную поверхность.
Они использовали состав лунных камней, возвращенных на Землю 24 июля 1969 года Нилом Армстронгом и Баззом Олдрином в рамках миссии «Аполлон-11».
Они происходят из лунного нагорья, большой бледной области Луны, видимой невооруженным глазом, и состоят из относительно легких пород, называемых анортозитами, которые образовались между 4,3 и 4,5 миллиардами лет назад, когда Луна была очень молода.
Предыдущие исследования предполагали, что эти легкие кристаллы анортита всплывали на поверхность океана жидкой магмы, а более тяжелые кристаллы затвердевали на дне океана.
Однако последующие образцы породы из последующих лунных миссий показали, что кристаллы были более разнообразными, что противоречит этой теории плавучести.
Для этого нового исследования команда, в которую входил профессор Джером Нойфельд из Кембриджа, предложила новую модель кристаллизации.
В их модели кристаллы оставались во взвешенном состоянии в жидкой магме в течение сотен миллионов лет, пока лунная «слякоть» замерзала и затвердевала.
При низкой лунной гравитации оседание кристаллов затруднено, особенно при сильном перемешивании конвектирующим океаном магмы.
«Мы считаем, что именно в этой застойной «крышке» сформировалась лунная кора, поскольку легкий, обогащенный анортитом расплав просачивался вверх из конвектирующей кристаллической суспензии внизу», — сказал профессор Нойфельд.
«Мы предполагаем, что охлаждение раннего магматического океана вызвало такую сильную конвекцию, что кристаллы оставались во взвешенном состоянии в виде суспензии, очень похожей на кристаллы в вязкой машине».
Исследователи добавили, что обогащенные породы лунной поверхности, вероятно, образовались в магматических камерах внутри крышки, что объясняет их разнообразие.
Полученные результаты позволяют предположить, что временной масштаб образования лунной коры составляет несколько сотен миллионов лет, что соответствует наблюдаемому возрасту лунных анортозитов. Подобные анортозиты, образовавшиеся в результате кристаллизации магмы, можно найти в окаменелых магматических очагах на Земле.
Однако для производства больших объемов анортозита, обнаруженного на Луне, потребовался бы огромный глобальный океан магмы.
Ученые считают, что Луна образовалась при столкновении двух протопланет или зародышевых миров.
Большая из этих двух протопланет стала Землей, а меньшая — Луной. Одним из результатов этого столкновения было то, что Луна была очень горячей — настолько горячей, что вся ее мантия превратилась в расплавленную магму или океан магмы.
«Со времен Аполлона считалось, что лунная кора была образована легкими кристаллами анортита, плавающими на поверхности океана жидкой магмы, а более тяжелые кристаллы затвердевали на дне океана», — говорит соавтор Хлоя Мишо из Ecole normale superieure. де Лион.
«Эта модель «плавания» объясняет, как могло образоваться лунное нагорье».
Однако после миссий «Аполлон» было проанализировано множество лунных метеоритов и тщательно изучена поверхность Луны.
«Учитывая диапазон возрастов и составов анортозитов на Луне, а также то, что мы знаем о том, как кристаллы оседают в застывающей магме, лунная кора должна была образоваться с помощью какого-то другого механизма», — сказал соавтор профессор Нойфельд.
Результаты были опубликованы в журнале Geophysical Research Letters .
