Поверхность Луны и других безатмосферных тел постоянно подвергается космическому выветриванию — воздействию солнечного ветра и бомбардировок микрометеоритами. Одним из главных продуктов этих процессов является нанофазное железо (npFe), которое определяет оптические и химические свойства лунного реголита. До недавнего времени считалось, что npFe формируется исключительно из местных железосодержащих минералов под действием высоких температур и ударных волн.

Однако недавние исследования образцов, доставленных миссией Chang’e-5, выявили наличие экзотического npFe, происхождение которого связано с прямой доставкой железа микрометеоритами. Для количественной оценки вклада этого механизма авторы работы провели молекулярно-динамическое моделирование двух сценариев: классическое in-situ образование npFe при ударе кремниевого микрометеорита по железосодержащей породе и экзотическая доставка железа при ударе железосодержащего микрометеорита по кремниевой породе.

Изображение сгенерировано: Grok

Результаты моделирования показали, что экзотическое npFe концентрируется в локальных кластерах вдоль траектории удара, сохраняя «отпечаток» движения микрометеорита. В отличие от этого, in-situ npFe распределяется более равномерно и радиально вокруг места удара. Такой пространственный паттерн позволяет различать происхождение нанофазного железа в лунных образцах с помощью современных методов электронной микроскопии.

Авторы отмечают, что вклад экзотического npFe особенно велик в бедных железом районах Луны, таких как высокогорья. Высокая эффективность удержания железа (до 91%) при ударах микрометеоритов подтверждает, что этот процесс существенно влияет на эволюцию реголита и должен учитываться при интерпретации спектральных данных и планировании будущих миссий.

Открытие экзотического нанофазного железа не только расширяет понимание процессов космического выветривания, но и даёт новый инструмент для анализа истории поверхности Луны и других тел Солнечной системы.