Сотрудники лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) изучили особенности инфракрасных (средний ИК-интервал) спектров смесей основных минералов лунных пород — оливинов и Ca-плагиоклазов (анортиты).
Определены взаимосвязи состава смеси минералов лунной коры и особенностей результирующих инфракрасных спектров поглощения и отражения. Дешифровка инфракрасных спектров имеет важное значение для анализа данных планируемой космической миссии «Луна-26». Результаты опубликованы в журнале Solar System Research/«Астрономический Вестник»
В работе проведено сравнение численных моделей, построенных с помощью CUSTEP (Biovia Materials Studio), и измерений природных образцов с применением инфракрасной спектрометрии. Для этих целей использовался Фурье-спектрометр ФТ-801 с приставкой для метода двойного прохождения (Симекс, Новосибирск). Рассмотрены приложения к тектоническим процессам планет земной группы, а также роль оливинов в качестве индикаторов интрузий мантийного вещества для поверхности Луны.
Инфракрасные спектры отражения для различных смесей Ca-плагиоклазы-оливины
В настоящее время основной моделью формирования лунной мантии является фракционная кристаллизация при остывании обширного магматического океана. Этот процесс предполагает осаждение кумулатов, сложенных тугоплавкими минералами — в первую очередь оливинами и пироксенвми, которые и составили мантию Луны. Флотация легкого Ca-плагиоклаза способствовала формированию первичной лунной коры. Было предложено несколько геохимических и петрологических композиций кристаллизующегося Лунного магматического океана, но в этом вопросе остаются значительные неопределенности. Одной из причин является недостаток данных о концентрации и химическом составе оливина, который предполагается основным минералом лунной мантии. Астрономические наблюдения с помощью земных телескопов обнаружили на видимой стороне Луны только два кратера, Коперник и Аристарх, которые имеют спектральные особенности, характерные для оливина. При этом, спектральные наблюдения с Земли ограничены «окном прозрачности» земной атмосферы.
Измерения с бортов космических аппаратов свободны от вышеупомянутых ограничений и был предпринят ряд попыток использовать удаленное зондирование лунной поверхности как геологический инструмент. Например, камера UVVIS на борту космического аппарата Clementine, имела пять дискретных каналов, перекрывающих ультрафиолетовый-видимый диапазон. С ее помощью было сделано глобальные картирование Луны, что позволило провести классификацию основных типов пород. В частности, один из пиков в бассейне Южный Полюс-Эйткен (SPA) и центральные пики в пяти кратерах были идентифицированы как потенциально содержащие оливин. Но, после запуска спектрального профилографа на борту японского лунного спутника Kagya/Selene, один из кандидатов (кратер Циолковского) был классифицирован как содержащий смесь плагиоклаза и пироксена, а не чистый оливин. Это открытие спектрального профилографа продемонстрировало важность получения непрерывных спектров отражения в максимально полном спектральном диапазоне, желательно включающем все области инфракрасном спектра. Характерные особенности поглощения в ближнем и среднем инфракрасном интервале могут быть использованы в качестве диагностического инструмента для оливина и других глубинных минералов при выявлении мест выхода мантийных пород на лунную поверхность.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ (грант № 25-17-00051).
Источник: пресс-служба Минобрнауки России.