50 лет на Луне. Факты.Техника. Юбилей

Наша беседа началась с того, что С. И. поделилась историей, которую очень любит рассказывать Олег Иванович Яковлев (старший научный сотрудник лаборатории сравнительной планетологии ГЕОХИ).
 
- Когда американцы впервые привезли лунный грунт, в американских газетах первой появилась информация, что этот грунт неотличим от обычных базальтов, по которым мы ходим на земле. После этого пошла волна возмущенных откликов граждан - за что же мы платим такие деньги, это же деньги налогоплательщиков! И через какие-то пару дней в газетах появилась информация о том, что там обнаружили золото, и еще что-то очень полезное – чтобы оправдать затраты…
 
Лунный грунт внешне, если на него посмотреть в музее, он пыль пылью, продолжила она. Но, конечно, он отличается от земных пород. Потому что и обстановка там, на Луне, другая, и прочее…
 
Просто взглянув на грунт, вы, конечно, не поймете, что это грунт лунный. То же самое с лунными метеоритами. Большинство из них представлены брекчиями – это обломочные породы, каких на Земле много, по внешнему виду спутать их с земных брекчиями очень легко. Однако никто не ставит себе цель искать лунные метеориты среди земных брекчий. Существуют места, где метеориты накапливаются  и их легко обнаружить, например льды Антарктиды или пустыни. Находят метеорит, затем его изучают и идентифицируют.
 
Но когда вы начинайте изучать минеральный состав образца, то по совокупности признаков всё становится ясно. Главный минерал лунных материковых пород – плагиоклаз, имеющий состав анортита - на Земле встречается не часто. В земных породах плагиоклаз содержит больше щелочных элементов. Есть различия и в химическом составе других породообразующих минералов – оливинов и пироксенов. Есть такой очень хороший признак - железо-марганцевое отношение, которое для лунных оливинов составляет около 80, для пироксенов около 60. На Земле такие значения встречаются, но не часто и в других типах пород.
 
Лунные породы отличаются как по составу, так и по структуре. В лунных материковых породах преобладают анортозиты, породы, редко встречающиеся на Земле. Лунные морские базальты от земных отличаются практически полным отсутствием стекла (что не удивительно, учитывая их возраст. Всё раскристаллизоваться успело - добавил Мохов). А еще лунные породы более мелкозернистые.
 
Кроме того, на Луне есть такие типичные лунные минералы, как армолколит, транквиллитит, пироксферроит. Они, конечно, в лунном грунте довольно редкие, но, тем не менее, в нем обнаруживаются.
 
Еще один «лунный» признак – это металлическое железо, в лунном грунте оно присутствует как акцессорный минерал, но встречается довольно часто. На Земле его в таком виде очень мало, хотя тоже можно найти (как уточнил Мохов, разве что в виде единичных находок в свежеизверженных продуктах вулканической деятельности).
 
[Акцессорные минералы — минералы, входящие в состав пород в подчинённых количествах, т.е. в меньших, чем породообразующие.  На Луне процент содержания железа как акцессорного минерала заметно больше – Техник].
 
И заключительный критерий – это древний возраст лунных пород, значительно превышающий возраст подавляющего большинства пород Земли. 
 
Я спросил С. И.:  Вы работали и с нашим, и с американским лунным грунтом. Имеются ли какие-то существенные отличия его от нашего, доставленного «Лунами»?
 
- Американский грунт – всё то же самое. И наш, и их - все основные классификационные признаки те же, никаких существенных отличий не наблюдается. И к вопросу о лунных метеоритах – именно на основе полученной при исследовании американского и нашего грунта информации уже потом смогли идентифицировать лунные метеориты.
 
С. И. пояснила: лунный метеорит – это метеорит, который был выброшен с поверхности Луны и попал на Землю. Сейчас их уже очень много, наверное, больше 300 кг.
 
[Считается, что лунные метеориты, т.е. обломки, выброшенные с поверхности Луны со скоростью равной или более лунной второй космической, т.е. более 2,4 км/сек, образуются при падении на поверхность Луны космических объектов, создающих лунные кратеры диаметром в несколько километров и более, т.е. достаточно часто в масштабах геологического времени - Техник].
 
Я попросил С. И. уточнить этот очень важный момент - т.е. сначала определяющие признаки были открыты на американском и нашем лунном грунте, а только потом было установлено, что такие-то метеориты лунные?
 
- Да, последовательность событий была именно такой – ответила она.
 
 
Был и такой мой вопрос: известно, что, в частности, армолколит был открыт на Земле - не в лунном грунте, а на Земле – через несколько лет после того, как он был открыт в лунном грунте. То есть три первых неизвестных на Земле минерала – армолколит, транквиллитит и пироксферроит - были открыты в конце 1969-го – начале 1970-го годов в американском лунном грунте, именно на грунте Аполлона-11. И только много позже они были открыты на земных грунтах (Мохов упомянул и про четвертый, йошикаит – о котором я узнал впервые, он также был открыт именно в лунном грунте, но значительно позже, в 1990-м).
 
Так почему же они оказались открытыми тогда, в 1969-м? Были применены какие-то новые методы и более углубленные исследования именно потому, что это лунный грунт? Т.е. почему они были открыты на Луне?
 
- Потому что они там довольно часто встречаются, это прежде всего, сказала С. И.  Лунные условия позволяют им там образоваться. Они там часто идут вместе с распространенным на Луне минералом ильменитом, в виде срастаний… А на Земле это значительно более редкие минералы.
 
Мохов добавил – просто после открытия этих минералов в лунном грунте, на подобные минералы стали обращать внимание и открыли их и на Земле через какое-то время. Может быть, их и так бы открыли, ежегодно же открывается большое количество новых минералов. Я не знаю, было ли связано открытие, например, армолколита на Земле, с тем, что его искали целенаправленно, из-за лунного, или он сам как факт открылся…
 
С.И. отметила, что вообще минералогия Луны гораздо беднее, чем минералогия Земли, потому что на Земле есть вода. На Луне, как говорят, тоже есть, хотя и очень мало. Мохов дополнил – в лунном грунте мы находили минеральные фазы, которые требовали воду для их образования.
 
Я напомнил, что в «лунных» дискуссиях немало копий сломано по поводу неокисляемости железа. Вот что об этом сказала С. И.:
 
- Во-первых, лунный грунт у нас не на свежем воздухе лежит, а хранится в атмосфере гелия и азота. И первые работы проводились полностью под азотом, была создана специальная камера. И сейчас, когда грунт для каких-то исследований достают, он находится на открытом воздухе очень небольшой период времени – потому что стремятся защитить его от воздействия земной атмосферы и сохранить его неизмененным. Но при «переездах» грунт в емкостях с нейтральным газом не хранится …
 
Мохов заметил – да, мы получали лунный грунт в не полностью герметичной таре, подвергавшийся в течение какого-то времени действию атмосферы, и находили минеральные фазы уже «земного» происхождения…
 
С.И. добавила - я работаю со шлифами, поэтому у меня всё немножечко проще, поверхность перед исследованиями «очищается»… 
 
Чуть позже мы снова вернулись к вопросу окисляемости железа в лунном грунте, С. И. сообщила следующее.
 
- Могу сказать, что в лунных метеоритах железо окисляется. Но тем не менее… Вот, например, есть лунный метеорит Дофар 025, найденный в провинции Дофар в Омане, и это самый древний по времени его попадания на Землю лунный метеорит: его "земной" возраст составляет 500000 лет. И вот там, помимо окисленного железа, есть железо и не окисленное – то есть оно окисляется, но очень медленно. Конечно, смотря в каких условиях, если его в лужу положить, то окисление быстро произойдет…
 
Мохов дополнил тему рассказом о некоторых свойствах железных шариков в лунном грунте:
 
- у меня есть снимок, где в пределах одного кадра шарик железный окисленный и не окисленный рядом лежат. Во-вторых, на некоторых частичках железа фиксируется наноразмерный тонкий слой стекла, который служит как бы герметизирующей оболочкой. Природа образования этого стекла – импакт. Оно очень высококремниевое, очень стойкое во времени, его толщина – первые нанометры. Есть, конечно, крупные куски стекла, куда вкраплены эти неокисленные железные шарики, а есть отдельные шарики, покрытые тонким слоем этого стекла. Сейчас, кстати, у нас работа вышла, там показано, что такое стекло покрывает не только железные шарики, но многие другие объекты.
 
На мой вопрос, не является ли такое покрытие стеклом признаком сугубо лунного грунта, Мохов уточнил, что это следствие импакт-процесса, и в земных импактах он тоже такое видел.
 
Импакт - дословно "удар", пояснил он. Импактные процессы - процессы, связанные с высокоэнергетическим ударным воздействием. Сюда попадают метеоритные и кометные удары (взрывы). Они характеризуются очень высокой энергией, мгновенным ростом давления и температуры в локальной области с быстрым снижением их значений. Просто падение метеорита без выделения значительной энергии сюда не относится. Зато в определенном плане к импактам относятся ядерные взрывы – однако их к импактам следует относить с учетом того, что собственно удара, приводящего к выделению энергии, нет. Зато вся динамика процесса очень схожа.
 
[Но, как очевидно, в силу отсутствия на Луне атмосферы и по этой причине на порядки более частого ударного воздействия на поверхность Луны всевозможных космических объектов, такое покрытие стеклом в лунных грунтах встречается намного чаще, чем на Земле - Техник].
 
В ходе беседы мы коснулись и обмена лунным грунтом, нашим и американским, имевшим место в семидесятых. Я рассказал С. И., что наши оппоненты по поводу этого неоспоримого факта наговорили и написали буквально Эверест всяческой чепухи – что, в общем-то, понятно. Ведь согласно результатам определенных опросов, у нас в России 57% людей в высадки на Луне не верят (в этот момент Мохов поперхнулся от удивления. И это вполне понятно, такова реакция нормального человека…).
 
Я дополнил, что в рамках дискуссии с нашими оппонентами, отрицающими любые, даже документальные, подтверждения существования американского лунного грунта, мне довелось побывать в нашей «Бане»», так у нас в Питере называют библиотеку Академии Наук, и посмотреть там «Вестник АН СССР» № 6 за 1977-й год - где прямо говорится об обмене грунтами… 
 
Был и такой мой вопрос к С. И.:  моим коллегам и мне известно, что сотрудник ГЕОХИ Л.С. Тарасов во время его поездки в США в 1973 году получил от американцев образцы лунного грунта, в том числе и от образца 14321, это фрагменты крупного камня, доставленного экспедицией Аполлон-14. Не довелось ли Вам исследовать эти образцы?
 
Как оказалось, С.И., что называется, лично знакома с этим образцом, она сразу же назвала его по имени, этот камень называется «Большая Берта» – чудесный камень, сказала она.
 
- У нас есть его два шлифа, я изучала их пару лет назад. Я там искала фрагменты оливина с фосфором, мы его там нашли и эту работу опубликовали. И, конечно, американский лунный грунт там упоминается конкретно как грунт Аполло-14, это один из ряда исследуемых образцов. До этого по этим исследованиям были абстракты, представленные на конференциях, с использованием материала которых и была написана эта статья.
 
[Работа С.И. и ее коллег опубликована в журнале «Геохимия» № 8 за этот год, она называется «Фосфоросодержащие оливины лунных пород: источники и их локализация в лунной коре» - https://elibrary.ru/item.asp?id=39257102
Работа, конечно, сугубо для профессионалов – Техник].
  
Я все же рискнул задать С.И. вопрос моего друга, на который Дмитрий Дмитриевич Бадюков в свое время категорически рассердился (и я его прекрасно понимаю, за один только намек, что ученый-профессионал может не распознать подделку, намекающего нужно просто выставить за дверь). А именно – возможна ли подделка лунного грунта? Ведь, как известно, некоторые наши оппоненты утверждают, что американский лунный грунт - это толченые лунные метеориты, да еще и облученные в реакторе, или что-то подобным образом изготовленное из обычного земного грунта…
 
(у Светланы Ивановны, очень сдержанной и симпатичной женщины, в этот момент лицо было таким, словно она увидела сумасшедшего…).
 
С.И., несколько замешкавшись, ответила - мне это странно на самом деле.. Потому что я как-то смысла в этом не вижу… (это бред какой-то – сказал Мохов…). 
 
Мне пришлось разъяснить, что смысл – с точки зрения наших оппонентов - очень прост: поскольку высадок на Луне не было, американцам пришлось представить в качестве реального лунного грунта некую подделку.
 
Мохов напомнил – лунные метеориты стало возможным интерпретировать как лунные только после получения лунного грунта, а не наоборот.
 
А  С.И. продолжила:
 
- первый лунный метеорит, Ямато 791197, нашли в 1979-м, во время известной антарктической экспедиции. Он  долгое время хранился в коллекции. И только в 1982-м, когда появилась первая статья о другом лунном метеорите, ALHA81005, который и считается первым, стали детально изучать антарктические находки и обнаружили его.
 
Т.е. три года он пролежал, и никто не думал, что это кусочек Луны. И только после того, как его как первый лунный метеорит определили, пошли соответствующие исследования, и появилось множество лунных метеоритов – поскольку появилась методика их идентификации как лунных.
 
Был и такой мой вопрос: если перед современным исследователем, вооруженным современной аппаратурой, положить лунный грунт, пусть это будет реголит, и земной грунт – легко ли ему будет определить, «кто есть кто», много ли времени ему на это потребуется?
 
- Смотря откуда земной грунт, сказала С. И.  Но есть важный признак. Средний размер зерен лунного грунта – 80 микрон (Мохов, работающий с образцами в доли микрона, пошутил – огромные куски для нас!). Это тончайшая пыль, которая радикально отличается от земных грунтов. Обычный земной песочек – видимые песчинки, глинки (сотни микрон как минимум, и больше, добавил Мохов).  В нашем музее на лунный грунт можно посмотреть, он лежит там под лупой, небольшая горка, выглядит абсолютно черным…
 
Не только мне, но и Мохову на грунт было бы очень интересно посмотреть, тем более что и он, профессионал, никогда его в таком виде не видел, только на фотографии. К сожалению, нам это не удалось, потому что о посещении музея необходимо договариваться заранее.
 
 
В ходе беседы я показал С. И. «претензии» наших оппонентов по поводу того, что, дескать, по американскому грунту нет ясности по тому, что, как и где изучалось, что нет публикаций по его изучению, что по нему советскими и российскими учеными не проведен целый ряд работ, в том числе изучение его петрологии, исследование магматических образцов, рентгенографические исследования, исследования силикатных шариков в образцах НАСА, анализ химсостава, и прочее. 
 
Вот как она ответила:
 
- Те работы по лунному грунту, что у нас имеются, представлены в трех монументальных, по ее выражению, книгах по минералогии Луны (это книги «Грунт из материкового района Луны», «Лунный грунт из Моря Кризисов» и «Лунный грунт из Моря Изобилия». Мохов напомнил и о широко известной книге Джудит Фрондел «Минералогия Луны»). Научные работы выполнялись и по нашему, и по американскому лунному грунту, и выполнялись в том числе и смешанными командами.
 
- По поводу того, что советские ученые не провели эти работы… Ведь сначала был всплеск научного интереса, а через какое-то время было как бы затухание, и потом в 90-х было мало новых работ. А потом новый всплеск пошел, когда пошли лунные метеориты (Мохов добавил – мы свою работу где-то в 1999-м возобновили…)
 
Т.е. был большой перерыв между периодом, когда все это активно изучалось, и периодом, когда работы возобновились.
 
Например, по поводу петрологии американского грунта – я лично изучала образец 14321, и магматические породы в нем - базальты – я лично исследовала.
 
[Это образец из грунта, доставленного экспедицией Аполло-14, он присутствует в документе Lunar Sample Holdings of GFT USSR - https://glav.su/forum/1/682/messages/5357412/#message5357412   - Техник]
 
Силикатные шарики – прекрасно исследуются западными учеными.
 
Химический состав лунного грунта – еще в первые годы был проведен огромный объем работ, и в наше время появилось большое число статей по образцам Аполло, исследованных новыми методами…
 
По поводу рентгенографического анализа Мохов заметил, что рентгеновская съемка требует достаточно большого размера образца, и что сейчас упор на изотопные методы, которые позволяют проводить ранее недоступные исследования.