През 2020 г. учените съобщиха за откриването на хематит – минерал от железен оксид, известен като ръжда – по високите географски ширини на Луната, особено на видимата от Земята страна. Това бе изненадваща находка, защото на Луната има изключително ниски концентрации на кислород, който е необходим за образуването на ръжда.

Първоначално бяха предложени различни теории за произхода на кислорода – включително от дегазация на лунна магма, от астероиди, комети или големи ударни събития. Но единственото обяснение, което съответства на разпределението на хематита, бе хипотезата, че кислородни йони достигат до Луната чрез магнитосферата на Земята.

Как работи „земният вятър“

Веднъж месечно, за около пет дни, Земята застава между Слънцето и Луната. Тогава части от земната атмосфера се пренасят върху повърхността на Луната – явление, наречено „Earth wind“ (земен вятър). В останалото време Луната е изложена предимно на нискоенергийни водородни йони от слънчевия вятър.

Ново проучване: лабораторно доказателство

Скорошно изследване, публикувано в Geophysical Research Letters, предоставя още доказателства в подкрепа на тази теория. Учените симулирали условията на Луната, като облъчвали различни железоносни минерали (метално желязо, железен сулфид и ильменит) с кислородни и водородни йони при енергии, сходни на тези от земния и слънчевия вятър.

Резултатите показали, че кислородните йони от земния вятър могат да окисляват минералите и да образуват хематит.

Ролята на водородните йони

Изследователите също така проверили дали водородните йони могат да редуцират хематита обратно до метално желязо. Оказало се, че:

  • високоенергийните водородни йони (като в земния вятър) могат да редуцират хематита;

  • нискоенергийните водородни йони (като в слънчевия вятър) са почти неефективни.

Това означава, че запазването на хематита по лунната повърхност зависи от съотношението и енергията на кислородните и водородните йони, достигащи до Луната.

Значение за бъдещи мисии

Авторите заключават, че разпределението на хематита в полярните региони на Луната потвърждава теорията за земния вятър като източник на кислород. Въпреки това лабораторните експерименти не могат напълно да пресъздадат сложната лунна среда. Затова бъдещи лунни мисии и симулации на взаимодействието между йоните ще бъдат ключови за по-задълбочено разбиране на процеса.

Източник: Phys.org