Реголит – минеральный архив космических тел

В геологии термин «реголит» (от др.-греч. rhegos — одеяло, и lithos — камень) описывает любой слой рыхлых обломочных пород, перекрывающий коренные выходы. На Земле это почвы, осыпи на склонах гор или аллювий в речных долинах. Однако с началом космической эры это слово прочно закрепилось за поверхностью безатмосферных тел. Сегодня реголит рассматривается не просто как инертная пыль под колесами луноходов или марсоходов, а как сложная физико-химическая структура, хранящая часть истории формирования Солнечной системы.

Главное отличие лунного реголита от грунтов других тел заключается в отсутствии экзогенных процессов. На Луне нет ни воды, ни кислорода, ни ветра. Поэтому лунная пыль — это продукт исключительно космического выветривания (дробления пород метеоритами и спекания их под воздействием солнечного ветра). На Марсе или крупных астероидах к этому добавляются следы древней гидросферы, вулканических газов и сложной химии.

Луна покрыта базальтовыми равнинами (морями) и древними анортозитовыми материками. Это определяет строгую минералогию ее грунта, где основу составляют пироксены, оливины и полевые шпаты. До 50–60% массы мелкодисперсной фракции составляет стекло, образовавшееся при мгновенном плавлении породы в момент удара метеорита. Стеклянные частицы часто слипаются в комки — агглютинаты. Поскольку на поверхности нет кислорода, солнечный ветер выбивает атомы железа из силикатов, оставляя микроскопические шарики так называемого нанофазного железа. Именно они придают реголиту темный цвет, магнитные свойства и высокую абразивность.

Марс обладает разреженной атмосферой и пережил эпоху активной гидротермальной деятельности, поэтому его грунт гораздо сложнее лунного.

Главная отличительная черта - огромное количество маггемита и гематита, придающих планете красный цвет. В отличие от лунного металлического железа, марсианское сильно окислено. Кроме того, на Марсе аппаратами Phoenix и Curiosity были обнаружены в значительных количествах перхлораты (соли хлорной кислоты). Этот факт стал важной особенностью марсианского реголита, так как наличие перхлоратов влияет на сохранность органических молекул и возможность выживания микроорганизмов. Для астробиологии это критически важный фактор: перхлораты токсичны для человека, но могут служить источником энергии для гипотетических микробов и антифризом для жидкой воды.

По петрографии Марс ближе к Земле, чем Луна. В его пыли много продуктов выветривания базальтов — глинистых минералов (монтмориллонит и др.), сформированных в присутствии воды миллиарды лет назад.

Астероиды класса С (углеродистые) считаются самыми примитивными объектами. Реголит здесь не подвергался планетарному переплавлению. Главное отличие от Луны и Марса – в составе присутствуют филлосиликаты и карбонаты. Это прямое доказательство того, что вода уже циркулировала внутри родительских тел астероидов 4,5 миллиарда лет назад. Образцы, доставленные миссиями Hayabusa-2 (Рюгу) и OSIRIS-REx (Бенну), содержат сложные органические молекулы, включая аминокислоты внеземного происхождения. В лунном грунте сложная органика выжигается жесткой радиацией за миллионы лет. Астероидный реголит экстремально рыхлый. Плотность поверхностного слоя Бенну оказалась даже ниже плотности воды. Частицы почти не слипаются из-за отсутствия спекания.

Поверхность спутника Юпитера - Европы покрыта водяным льдом, а не силикатным камнем. Его «реголит» правильнее называть криогенным грунтом и по составу он представляет собой чистый или загрязненный силикатами водяной лед с примесями различных солей.

Таким образом, если лунный реголит — это стерильный продукт механической переработки камня, марсианская пыль несет сложный отпечаток редкой воды и радиационной химии, то астероидный грунт представляет собой законсервированный образец вещества, из которого когда-то родилась Земля.

Изучение реголита на космических объектах — важная задача, которая имеет как фундаментальное научное значение, так и практические перспективы для освоения космоса. Точное знание его состава и свойств позволяет реконструировать историю развития космических объектов, выявить следы древних ударных событий, определить состав первичных материалов и условия их изменения.