Реголит
Реголи́т (от др.-греч. ῥῆγος — «одеяло» и др.-греч. λίθος — «камень») — остаточный грунт, являющийся продуктом космического выветривания породы на месте[1].
В настоящее время этим термином чаще всего называют поверхностный слой сыпучего лунного грунта.
История термина
![](https://cdn.xn--h1ajim.xn--p1ai/thumb.php?f=Apollo_11_bootprint.jpg&width=300)
Термин «реголит» впервые применил американский геолог Г. П. Меррил[2] в 1897 году. Он дал ему такое определение[3]:
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, означая[4]
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
![](https://cdn.xn--h1ajim.xn--p1ai/thumb.php?f=Apollo_11_Lunar_Core_Sample_10005.jpg&width=300)
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[7][8][9].
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. Скотта[10], 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.
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.
Оригинальный текст (англ.)— [11]
Нил Армстронг о цвете лунного грунта[12][13]:
Когда вы смотрите на грунт вблизи или в руке, вы обнаруживаете, что на самом деле он угольно-серый, и мы особо не могли найти ничего отличного от этого цвета.
Оригинальный текст (англ.)
![](https://cdn.xn--h1ajim.xn--p1ai/thumb.php?f=Apollo_15_Green_Boulder.jpg&width=300)
Состав основных пород лунного реголита
Состав основных пород лунного реголита[15]
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.
— [16].
Доставка лунного реголита
![](https://cdn.xn--h1ajim.xn--p1ai/thumb.php?f=NASA_Apollo_17_Lunar_Roving_Vehicle.jpg&width=300)
Первое инструментальное определение плотности и прочности поверхностного слоя реголита было осуществлено советской автоматической станцией «Луна-13» 24—31 декабря 1966 года[10].
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 грунта[17]. Исследованием грунта, привезённого «Аполлонами», занималась Миртл Бачелдер[18].
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 хранения[19][20][21].
16 декабря 2020 года китайский космический аппарат «Чанъэ-5» доставил на Землю 1731 грамм лунного грунта[22]. 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 чанъэзит-(Y) (англ. changesite-(Y), «камень Чанъэ»). Китай стал третьей страной в мире, открывшей новый лунный минерал, отнесённый к разряду фосфатных[23].
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»[24]. Сводка ссылок на работы по лунному грунту содержит более 3700 научных работ[25][26].
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 почве[27][28].
Реголит астероидов
![](https://cdn.xn--h1ajim.xn--p1ai/thumb.php?f=%D0%98%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D0%B2%D0%B0.jpeg&width=300)
![](https://cdn.xn--h1ajim.xn--p1ai/thumb.php?f=Erosregolith.jpg&width=300)
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[29].
Было осуществлено три программы по доставке реголита астероидов на Землю[30]. 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
Примечания
- ↑ Томкеев С. И. Regolith — реголит // Петрологический Англо-русский толковый словарь. Т. 2. М.: Мир, 1986. С. 157.
- ↑ Merril G. P. A treatise on rocks, rock weathering and soils. New York: Macmillan P. 299.
- ↑ Цит. по Левинсон-Лессинг Ф. Ю., Струве Э. А. Петрографический словарь. Л.;М.: Геол-развед. изв-во, 1932. С. 328.
- ↑ Реголит // Петрографический словарь / ред. В. П. Петров, О. А. Богатиков, Р. П. Петров. М.: Недра, 1981. C. 351.
- ↑ NASA. Lunar Core Photographs of Sample 10005 . Дата обращения: 10 октября 2017. Архивировано 10 октября 2017 года.
- ↑ «THE APOLLO 11 DRIVE TUBES», Dissection and description by Judith H. Allton . NASA (1978). Дата обращения: 10 октября 2017. Архивировано 10 февраля 2017 года.
- ↑ Слюта, 2014.
- ↑ Зелёный, 2017.
- ↑ Карташов, 2016.
- ↑ Перейти обратно: 10,0 10,1 И. И. Черкасов, В. В. Шварев. Грунт Луны. М. «Наука», 1975.
- ↑ Color of the Moon. Официальный сайт НАСА. 2010-10-10 Архивная копия от 24 июня 2017 на Wayback Machine.
- ↑ BBC. Интервью Нила Армстронга Патрику Муру (1970). Дата обращения: 17 октября 2017. Архивировано 30 ноября 2017 года.
- ↑ Telegraph Media Group Limited. Sir Patrick Moore interviews Neil Armstrong in 1970 . Дата обращения: 17 октября 2017. Архивировано 4 июля 2017 года.
- ↑ The Green Boulder at Station 6a. Apollo Lunar Surface Journal. NASA (1995) Архивная копия от 11 октября 2017 на Wayback Machine.
- ↑ Космонавтика. Состав основных пород лунного реголита. . Дата обращения: 29 августа 2009. Архивировано 12 февраля 2010 года.
- ↑ Черкасова Л. И.. «Исследования грунтов Луны. История и перспективы». Вестник МГСУ. 2011, № 5. с. 303
- ↑ Astromaterials Curation at NASA JSC Архивная копия от 28 октября 2020 на Wayback Machine.
- ↑ Каталог лунных образцов на сайте Lunar and Planetary Institute. Хьюстон Архивная копия от 24 сентября 2017 на Wayback Machine.
- ↑ М. А. Назаров//Лунные породы. ГЕОХИ РАН. 1999(?) Архивная копия от 29 сентября 2017 на Wayback Machine.
- ↑ Лунный грунт Архивная копия от 3 октября 2009 на Wayback Machine.
- ↑ Кудрявцева Е., Этингоф Ю.. «Чего ждут ученые от новой порции лунного грунта». «Огонёк», журнал. 14 декабря 2020 года. Официальный сайт РАН ras.ru.
- ↑ В КНР успешно приземлилась капсула с образцами лунного грунта . Дата обращения: 16 декабря 2020. Архивировано 16 декабря 2020 года.
- ↑ На Луне найден новый минерал. Что в нем особенного. Эксперты назвали его «камень Чанъэ» . https://www.rbc.ru (9 сентября 2022). Дата обращения: 20 сентября 2022. Архивировано 20 сентября 2022 года.
- ↑ Архив аннотаций конференций с 1971 по 2017 год Архивная копия от 29 августа 2017 на Wayback Machine.
- ↑ Сводка ссылок на научные публикации по лунному грунту. Lunar and Planetary Institute. Хьюстон Архивная копия от 12 февраля 2017 на Wayback Machine.
- ↑ Young, 2017.
- ↑ Теперь у нас есть доказательство того, что растения могут расти в лунном грунте Архивная копия от 14 мая 2022 на Wayback Machine // Astronews
- ↑ Plants grown in Apollo lunar regolith present stress-associated transcriptomes that inform prospects for lunar exploration Архивная копия от 15 мая 2022 на Wayback Machine // «Communication Biology», 12 мая 2022 (англ.)
- ↑ (2011) «Images of Asteroid 21 Lutetia: A Remnant Planetesimal from the Early Solar System». Science 334 (6055): 487–490. doi:10.1126/science.1207325. PMID 22034428. .
- ↑ Возвращаемая капсула с грунтом астероида Бенну прибыла на Землю. В ближайший месяц грунт извлекут из капсулы для исследований . Дата обращения: 25 сентября 2023. Архивировано 27 сентября 2023 года.
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.
- Шевченко В.В. Луна и ее наблюдение. — Москва: Наука, 1983. — 192 с.
- Шкуратов Ю. Г. Луна далёкая и близкая. — Харьков: Харьковский нац. университет им. В. Н. Каразина, 2006. — 182 с. — ISBN 966-623-370-3.
- Мохов А. В. Новые ультрадисперсные минеральные фазы лунного реголита по данным аналитической электронной спектроскопии. — М.: ИГЕМ РАН, 2009. — 51 с. Автореферат докторской диссертации.
- Иванов А. В., Назаров М. А. Исследование образцов реголита, доставленных автоматическими станциями серии «Луна» // Вестник : Научно-технический журнал НПО им. С. А. Лавочкина. — 2012. — № 4(15). — С. 48—52. — ISSN 2075-6941.
- Слюта Е. Н. Физико-механические свойства лунного грунта (Обзор) // Астрономический вестник : журнал. — 2014. — Т. 48, № 5. — С. 358—382. — ISSN 0320-930X. — doi:10.7868/S0320930X14050053.
- Карташов П.М., Мохов А.В., Горностаева Т.А. (ИГЕМ РАН). Лунный реголит как уникально сложный минералогический объект // 17 международная конференция "Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле" : Материалы конференции. — Борок, 2016. — 30 сентября. — С. 134—137.
- Зелёный Л. М., Захаров А. В., Борисова Т. А. Лунная пыль // Земля и вселенная : журнал. — 2017. — № 3. — С. 3—17.
- Anthony Young. The Apollo Lunar Samples - 2017. Collection Analysis and Results. — New York: Springer, 2017. — 114 с. — ISBN 9781461461852.
- 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 (недоступная ссылка)
- Полный сборник научных описаний всех образцов лунного грунта на сайте НАСА (англ.)
- Фоторепортаж из Lunar Samples Laboratory, С. Кудь-Сверчков, 2015.