Поверхность Луны и иных небесных тел, лишенных атмосферной защиты, непрерывно подвергается процессам космического выветривания, вызванным воздействием солнечного ветра и регулярными столкновениями с микрометеоритами. Одним из ключевых результатов этих явлений становится формирование нанофазного железа (npFe), которое в значительной степени определяет оптические и химические характеристики лунного реголита. До недавнего времени считалось, что npFe возникает исключительно из локальных железосодержащих минералов под влиянием экстремальных температур и ударных волн.
Однако детальный анализ образцов, доставленных на Землю миссией «Чанъэ-5», указал на присутствие «экзотического» нанофазного железа, источником которого служат непосредственно сами микрометеориты. Для верификации и количественной оценки этого механизма исследователи применили методы молекулярно-динамического моделирования. В работе рассматривались два сценария: классическое образование npFe in-situ при ударе кремниевого микрометеорита о железистую породу и экзотическая доставка металла при столкновении железосодержащего тела с кремниевым субстратом.
Результаты симуляций продемонстрировали, что экзотическое npFe концентрируется в виде локальных кластеров вдоль вектора падения, сохраняя своего рода «динамический отпечаток» микрометеорита. В противовес этому, железо, сформированное на месте (in-situ), распределяется более равномерно и радиально относительно эпицентра удара. Выявленные пространственные закономерности позволяют ученым четко разграничивать происхождение наночастиц в лунном грунте с помощью современных методов электронной микроскопии.
Исследователи акцентируют внимание на том, что вклад пришлого нанофазного железа особенно значим для районов Луны с низким содержанием собственных металлов, таких как высокогорные области. Высокая степень удержания вещества (до 91%) при столкновениях подтверждает, что данный процесс играет критическую роль в эволюции реголита. Эти данные необходимо учитывать при интерпретации спектроскопических показателей и стратегическом планировании будущих космических миссий.
Обнаружение экзотического нанофазного железа не только углубляет фундаментальное понимание космического выветривания, но и предоставляет научному сообществу новый аналитический инструмент для реконструкции истории поверхности Луны и других объектов Солнечной системы.
Источник: iXBT
