Реголит

Реголи́т (от  — «одеяло» и  — «камень») — остаточный грунт, являющийся продуктом космического выветривания породы на местеТомкеев С. И. Regolith — реголит // Петрологический Англо-русский толковый словарь. Т. 2. М.: Мир, 1986. С. 157..

В настоящее время этим термином чаще всего называют поверхностный слой сыпучего лунного грунта.

История термина

Термин «реголит» впервые применил американский геолог Г. П. МеррилMerril G. P. A treatise on rocks, rock weathering and soils. New York: Macmillan P. 299. в 1897 году. Он дал ему такое определениеЦит. по Левинсон-Лессинг Ф. Ю., Струве Э. А. Петрографический словарь. Л.;М.: Геол-развед. изв-во, 1932. С. 328.:

Реголит — все поверхностные рыхлые образования, представляющие верхние слои земной поверхности: гумусовые почвы, аллювий, продукты выветривания пород, каковы латерит, эоловые отложения, осыпи склонов, ледниковые отложения и т. д.

Современный термин реголит чаще всего применяется по отношению к лунному грунту, означаяРеголит // Петрографический словарь / ред. В. П. Петров, О. А. Богатиков, Р. П. Петров. М.: Недра, 1981. C. 351.

несцементированный продукт дробления и переотложения лунных пород, сплошным чехлом покрывающий поверхность Луны. Реголит состоит из обломков лунных пород и минералов размером от пылевых частиц до нескольких метров в поперечнике, стёкол, литифицированных брекчий, фрагментов метеоритов и т. д.

Термин также применим и к материалам, покрывающим и поверхности других небольших безатмосферных планет и спутников (например Меркурия, Деймоса), а также астероидов. Реголит возникает в результате дробления, перемешивания и спекания лунных пород при падениях метеоритов и микрометеоритов в условиях вакуума и ничем не ослабленного космического излучения. По радиоизотопам было установлено, что некоторые обломки на поверхности реголита находились на одном и том же месте десятки и сотни миллионов лет.

Лунный реголит

Состав

Неслоистый, рыхлый, разнозернистый обломочно-пылевой слой, достигающий толщины нескольких десятков метров. Состоит из обломков изверженных пород, минералов, стекла, метеоритов и брекчий ударно-взрывного происхождения, сцементированных стеклом.

По гранулометрическому составу относится к пылеватым пескам (основная масса частиц имеет размер 0,03—1 мм). Цвет тёмно-серый, до чёрного, с включениями крупных частиц, имеющих зеркальный блеск. Частицы грунта обладают высокой слипаемостью из-за отсутствия окисной плёнки на их поверхности и высокой электризации. Кроме того, лунная пыль легко поднимается вверх от ударных воздействий и хорошо прилипает к поверхности твёрдых тел, что доставляло много неудобств участникам экспедиций «Аполлон». По утверждению Армстронга, Олдрина и профессора В. Ф. СкоттаИ. И. Черкасов, В. В. Шварев. Грунт Луны. М. «Наука», 1975., в земной атмосфере реголит имеет характерный запах гари и отстрелянных пистонов.

А. П. Виноградов выделяет в реголите два типа частиц: угловатые, похожие на только что раздроблённую породу, и преобладающие окатанные частицы со следами оплавления и спекания. Многие из них остеклованы и похожи на стеклянные и металлические капли. По минеральному составу реголита установлено, что лунные моря сложены преимущественно базальтами, а среди пород материков преобладают анортозиты и их разновидности. Для реголита обоих типов характерно присутствие частиц металлического железа.

Частицы лунного грунта имеют способность к слипанию и достижению определенной связности, в результате чего грунт может комковаться и держать вертикальные стенки небольшой высоты. По наблюдениям астронавтов число комков на поверхности доходило до 10 % общего числа соразмерных камней. При этом комки легко раздавливались под подошвой астронавтов.

Цвет лунного реголита

Цвета на Луне в основном определяются вариациями содержания железа и титана. Морские регионы имеют низкий коэффициент отражения, потому что они содержат относительно высокое количество оксида железа (FeO). Некоторые морские базальты содержат необычно высокую концентрацию оксида титана (TiO2) в дополнение к оксиду железа, что делает отражательную способность ещё ниже. TiO2 также сдвигает цвет морей от красного к синему.

Нил Армстронг о цвете лунного грунта:

Когда смотришь на грунт вблизи или в руке, обнаруживается, что на самом деле он угольно-серый, и мы особо не смогли найти ничего отличного от этого цвета.

Состав основных пород лунного реголита Состав основных пород лунного реголита Название Класс Формула Ильменит Титанистый железняк FeTiO3 Оливин Железомагниевый силикат (Mg, Fe)2[SiO4] Анортит Алюмосиликат кальция Ca[Al2Si2O8] Пироксен Щелочные силикаты R2[Si2O6], где R — Na, Ca

Элементный состав лунного реголита (в %) Элемент Морской реголит Материковый реголит Реголит отдельных бассейнов Ca 7,9 10,7 7,7 Mg 5,8 4,6 6,1 Fe 13,2 4,9 3,7 Al 6,8 13,3 9,8 Ti 3,1 0 0 Si 20,4 21,0 21,8 O 41,3 44,6 43,3 S 0,1 0,072 0,076 K 0,1 0,073 0,24 Na 0,3 0,48 0,38

Исследования показали, что, несмотря на схожесть с некоторыми земными грунтами, реголит имеет свойства, не характерные для грунтов. В пробах реголита, доставленных «Луной-16» и экспедициями «Аполлон» были обнаружены силикатные стекловидные частицы в форме капли или правильных шариков диаметром 0,05-5 мкм и 40-480 мкм. Они не встречаются в земных грунтах.

Доставка лунного реголита

Первое инструментальное определение плотности и прочности поверхностного слоя реголита было осуществлено советской автоматической станцией «Луна-13» 24—31 декабря 1966 года.

Впервые лунный грунт был доставлен на Землю экипажем космического корабля «Аполлон-11» в июле 1969 года в количестве 21,7 кг. В ходе лунных миссий по программе Аполлон всего на Землю было доставлено 382 кг лунного грунтаAstromaterials Curation at NASA JSC .. Исследованием грунта, привезённого «Аполлонами», занималась Миртл БачелдерКаталог лунных образцов на сайте Lunar and Planetary Institute. Хьюстон ..

Автоматическая станция «Луна-16» доставила 101 г грунта 24 сентября 1970 года (уже после экспедиций Аполлон-11 и Аполлон-12).

«Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24» доставили грунт из трёх районов Луны: Моря Изобилия, материкового района вблизи кратера Амегино и Моря Кризисов в количестве 324 г, и он был передан в ГЕОХИ РАН для исследования и храненияМ. А. Назаров//Лунные породы. ГЕОХИ РАН. 1999(?) .Лунный грунт .Кудрявцева Е., Этингоф Ю. . «Чего ждут ученые от новой порции лунного грунта». «Огонёк», журнал. 14 декабря 2020 года. Официальный сайт РАН ras.ru..

16 декабря 2020 года китайский космический аппарат «Чанъэ-5» доставил на Землю 1731 грамм лунного грунта. После проведённых двухгодичных исследований доставленного лунного грунта Китайское национальное космическое агентство и Управление по атомной энергии Китая (CAEA) сообщили об открытии нового, шестого по счёту, минерала, обнаруженного людьми на Луне — он был назван -(Y) (, «камень Чанъэ»). Китай стал третьей страной в мире, открывшей новый лунный минерал, отнесённый к разряду фосфатных. Минерал чанъэзит-(Y) принадлежит к , его типовой образец происходит из северо-восточного Океана Бурь и хранится в минералогических коллекциях Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наукLi, T., Li, Z., Huang, Z., Zhong, J., Fan, G., Guo, D., Qin, M., Zhang, J., Li, J., Liu, H., Qiu, L., Wang, F., He, S., Yu, A., Liu, R., Wu, Y., Deng, L., Tai, Z., He, Y., and Lin, Y.: Changesite-(Y), IMA 2022-023, in: CNMNC Newsletter 69, Eur. J. Mineral., 34, https://doi.org/10.5194/ejm-34-463-2022, 2022..

С 1969 года проводятся международные конференции по лунному грунту. Первая называлась «Apollo Conference», потом, когда появились образцы «Луны-16», конференции стали называть «Lunar Science Conference», а с 1978 они называются «Lunar and Planetary Science Conference»Архив аннотаций конференций с 1971 по 2017 год .. Сводка ссылок на работы по лунному грунту содержит более 3700 научных работСводка ссылок на научные публикации по лунному грунту. Lunar and Planetary Institute. Хьюстон ..

Биологическое применение Исследования Лаборатории космических растений (США) 2021 года показали, что в лунном реголите, увлажнённом 12,5%-й средой Мурасиге — Скугга можно выращивать земные растения: по крайней мере, в этой смеси прорастает и растёт резуховидка Таля, хотя её рост и происходит тяжелее, чем в земной почвеТеперь у нас есть доказательство того, что растения могут расти в лунном грунте // AstronewsPlants grown in Apollo lunar regolith present stress-associated transcriptomes that inform prospects for lunar exploration // «Communication Biology», 12 мая 2022.

Реголит астероидов

Астероиды имеют особый реголит отличный от лунного. NEAR Shoemaker стал первым искусственным спутником астероида, и первым искусственным объектом, совершившим мягкую посадку на астероид в 2001 году, снимки поверхности астероида Эроса, сделанные им, являются первыми детальными изображениями реголита астероида. По пути к Эросу аппарат NEAR Shoemaker также исследовал астероид Матильда. Японская миссия Хаябуса предоставила четкие изображения реголита на астероиде Итокава, это самый маленький астероид исследованный с близкого расстояния. Европейский зонд «Розетта» исследовал астероид Лютеция в 2010 году, около северного полюса астероида имеется необычный слой реголита, который течет в виде оползней, связанных с изменениями альбедо астероида.

Было осуществлено три программы по доставке реголита астероидов на Землю. Японские станции «Хаябуса» с астероида Итокава в 2010 году, «Хаябуса-2» c Рюгу в 2018 году и американская миссия OSIRIS-REx c Бенну в 2023 году.

См. также Геология Луны Исследование Луны Аргумент лунной пыли Гелий-3

Примечания

Литература В хронологическом порядке: Лунный грунт из Моря Изобилия. Москва: Наука, 1974. 624 с. — сборник из более 90 работ, посвященных изучению реголита, доставленной автоматической станцией Луна-16. Рассмотрены физические и механические свойства лунного грунта, статьи по минералогическим исследованиям и изучению химического состава и распределения редких элементов в реголите. Грунт из материкового района Луны // Отв. ред. В. Л. Барсуков, Ю. А. Сурков. — М.: Наука, 1979. — 708 с.

Автореферат докторской диссертации.

Макеев А. Б., Брянчанинова Н. И. Типоморфизм породообразующих минералов лунного реголита, станций Луна-16, −20, −24, сравнение море-континент-море // Георесурсы. 2021. Т. 23. № 1. С. 94—105.

Ссылки

Lunar Regolith and Fragmental Breccias Полный сборник научных описаний всех образцов лунного грунта на сайте НАСА Фоторепортаж из Lunar Samples Laboratory, С. Кудь-Сверчков, 2015.

Категория:Выветривание Категория:Луна Категория:Лунный грунт Категория:Горные породы