Исследованы особенности инфракрасных спектров основных минералов лунных пород
27 апреля 2026 г.
В Институте геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН изучены 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.
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 пироксенами, 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 неопределённости. 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. 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 её помощью было сделано глобальное 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.
Источник: ГЕОХИ РАН.