Астрономия и Космонавтика Коллектив авторов - Современные достижения космонавтики (сборник статей)

Микроскопическое изучение показало резкое отличие грунта от образцов из моря Изобилия. На этот раз преобладали фрагменты кристаллических пород и минералов с хорошо сохранившимися гранями, поверхностями скола; практически мало наблюдались ошлакованные брекчии н сфероиды, характерные для грунта, доставленного «Луной-16». Основную массу частиц составляют породы анортозитового типа, состоящие в значительной мере из полевого шпата (плагиоклаза). Среди них выделяются полнокристаллические, относимые собственно к анортозитам, и частицы пород такого же состава, но эффузивного облика, то есть внешне похожие на вулканические породы Земли. Сюда же могут быть отнесены отдельные зерна плагиоклаза, встречающиеся во всех гранулометрических классах грунта. Более крупные из них, по-видимому, представляют собой раздробленный крупнокристаллический анортозит. Очень интересно отметить, что в породах анортозитового типа постоянно встречаются различных размеров включения металлического железа. Крайне важно отметить присутствие пород, состоящих из плагиоклаза и оливина.

В отличие от грунта, привезенного «Луной-16», породы базальтового типа представлены в общем немногочисленными частицами «морского» базальта, аналогично базальтам моря Изобилия и других лунных морей. Частицы пород типа габбро и перидотита встречаются в ограниченном количестве.

Таким образом, оказалось, что грунт из моря Изобилия (как и из других лунных морей) состоит преимущественно из фрагментов пород типа базальта, а проба из высокогорной материковой области, доставленная «Луной-20», — преимущественно из анортозита. В «морском» грунте встречается около 1–2% анортозита, а в материковом — около 50–60 %. Среди железосодержащих минералов в тонкой фракции грунта, полученного с помощью «Луны-20», 36 % оливина, 57 % пироксена, а ильменита лишь около 1 %, тогда как в «морском» образце с «Луны-16» этого титансодержащего минерала содержалось до 10 %, а в грунте из моря Спокойствия («Аполлон-11») — свыше 25 %.

В частицах лунного грунта нами было обнаружено тонкораспыленное металлическое железо, сконцентрированное в их поверхностных слоях. В еще большем количестве находится оно в поверхностном слое частиц грунта, доставленлого «Луной-20». Это металлическое железо не окисляется на воздухе. Экспериментально было показано, что из базальтов, нагретых до высокой температуры, в вакууме возгоняется железо, обладающее такими же свойствами.

В грунте, доставленном «Луной-20», часто обнаруживаются также кусочки металлического железа, связанные с силикатами. Нередко оно состоит из двух полиморфных видов, типичных для металлического железа метеоритов — камасита и богатого никелем тэнита. Вместе с тем металл»-. ческое железо имеется и в частичках грунта с очень малым " содержанием никеля или вовсе без пего.' Вопрос о природе такого железа еще предстоит решить.

Грунт был подвергнут детальному физико-химическому исследованию. Он значительно отличается по химическому составу от «морских» грунтов, привезенных «Луной-16» и «Аполлонами».

Каковы первые данные о содержании главных компонентов вещества, доставленного «Луной-20»? Представление об этом дает таблица.

Бросается прежде всего в глаза высокое содержание окиси алюминия и особенно кальция и в кристаллической породе, и в грунте (реголите) «Луны-20» как следствие высокого содержания плагиоклаза (анортита). Пробы реголита с подобным высоким содержанием этих окислов до сих пор с Луны не доставлялись. Значительно меньше окислов железа содержится в материковом реголите. Особенно мало в нем по сравнению с «морским» грунтом окисла титана — лишь доли процента. В грунте с «Луны-20» больше щелочей, хотя разница и невелика.

Характерно высокое содержание в разнозернистом материковом и «морском» грунтах никеля и платиноидов. Это служит признаком попадания в материал вещества метеоритов. Можно считать, таким образом, что микрометеориты в одинаковой степени падали на поверхность Луны — на ее видимую и на обратную, высокогорную стороны. Несколько удивляет малое содержание хрома.

Сейчас масс-спектральным методом определено содержание более 70 химических элементов в грунте, взятом «Луной-20». Это позволяет глубже понять процессы, которые привели к образованию анортозита в высокогорных районах. Из примеров, приведенных выше, видно, что имеется значительное различие в характере поверхностных пород «морских» провинций и высокогорных районов Луны. Относительно «морского» реголита можно утверждать, что он образовался из местных кристаллических базальтовых пород, состав которых несколько меняется в различных морях. Однако полностью проблема происхождения «морского» реголита еще не решена. Что же касается материкового грунта, то его происхождение полно загадок.

Границы распространения того и другого грунта на Луне обозначаются довольно отчетливо. Об этом можно судить, например, по границе между морем Изобилия и его северным берегом, где «Луна-20» взяла пробу. Строго говоря, о происхождении анортозитов мы мало что знаем. Обнаружение этих пород в высокогорных областях Луны воскрешает старые геологические идеи о первичной анортозитовой коре Земли и, следовательно, Луны. Анортозиты, как известно, встречаются и на Земле, особенно в древнейших архейских и протерозойских образованиях с абсолютным геологическим возрастом до 3–3,5 миллиарда лет. Все анортозиты, в том числе и лунные, содержат небольшие количества так называемых мафических элементов — железа, ванадия, марганца, а также титана. Высокое содержание этих элементов характерно, как мы видели, для «морских» лунных базальтов. В анортозитах также обнаружено большое количество алюминия и кальция.

На примере распространения анортозитов в высокогорных районах особенно ясно проявляется значение исследования Луны и планет для понимания земных процессов, прежде всего в ранний период жизни нашей планеты. Открытие способа образования анортозитов на Луне способствовало бы пониманию геологических процессов на Земле. В предварительном порядке можно сказать, что образование анортозитов, по-видимому, происходит в процессе кристаллизационной дифференциации основной габбробазальтовой магмы. Анортозит выделяется при очень быстром излиянии магмы в условиях высоких температур и высокого вакуума, характерного для Луны. Правда, для этого требуется известное количество воды в магме. Между тем есть признаки того, что лунная магма имела высокую температуру и в ней было мало летучих компонентов, подобных воде, газам, углекислоте. С другой стороны, нельзя не учитывать, что такие летучие соединения без труда могут уходить с Луны в космическое пространство. Словом, проблема образования анортозитов будет и впредь в центре внимания.