Сергей Викторов - Химия лунного грунта

Был произведен анализ нескольких образцов грунта, взятых в разных точках вблизи посадочных блоков станций (пробы грунта могли быть взяты с глубины до 6 см от поверхности). Этот анализ позволил определить содержание в поверхностном слое Марса основных породообразующих элементов — магния, алюминия, кремния, серы, хлора, калия, кальция, титана, железа, — а также оценить концентрацию таких элементов, как, например, рубидий, стронций, иттрий и цирконий.

Полученные результаты оказались весьма любопытными. Сравнение с химическим составом земных и лунных пород показало, что спектр марсианского грунта (рис. 14) не совпадает ни с одним из спектров, полученных в наземных экспериментах. Так, например, марсианский грунт содержит мало алюминия, калия и титана, но зато сравнительно богат железом и очень богат серой (см. табл. 4).

Рис. 14. Спектр флуоресцентного излучения поверхности Марса в месте посадки спускаемого аппарата «Викинга-1». Для сравнения приведен (сплошной линией) наиболее близкий по характеру спектр, полученный при наземных испытаниях. Бросается в глаза значительное содержание серы в марсианском грунте

Таблица 4

Насколько полученные результаты отражают общую картину содержания элементов в поверхностном слое Марса, сказать пока трудно, поскольку анализ производился лишь в двух точках поверхности планеты. Однако первое, что бросается в глаза при сравнении химического состава обоих районов посадки спускаемых аппаратов «Викингов», это то, что состав всех исследуемых образцов грунта оказался практически одинаковым, хотя грунт для анализа брался в весьма удаленных друг от друга точках, с разной глубины и в виде зерен разного размера.

Сравнительно высокое содержание железа на Марсе подтверждает существующее мнение, что красный цвет поверхности этой планеты обязан своим происхождением наличию там окислов железа. Не исключено, что они могут покрывать снаружи зерна других минералов, но это покрытие должно быть тонким или прерывистым.

Все рекорды побила сера: ее содержание в грунте Марса оказалось на один-два порядка больше, чем в земных и лунных породах. Причина такой аномалии пока непонятна, как неясно, например, и то, в виде каких соединений может входить сера в минералы, слагающие поверхность Марса.

Характерным является и низкое содержание калия в марсианском грунте. Оно, по крайней мере, в 5–8 раз меньше, чем в земной коре. Отношение концентраций кальция к калию, составляющее величину порядка 10 (а, возможно, и выше), указывает на то, что поверхность Марса слагают не граниты (как это характерно для Земли).

В поверхностном слое Марса обнаружены стронций, иттрий и цирконий (около 0,01 % для каждого элемента). Их количества оказалось меньше, чем в земных вулканических породах.

Исследования Марса, как это обычно бывает, дали определенные результаты, но и поставили много новых вопросов. Многие факты, касающиеся как химического состава поверхности, так и рельефа и существенного различия во внешнем виде поверхности в разных районах, остаются пока загадочными. Однако ясно одно — эти исследования помогут получить ценную информацию о происхождении и эволюции планет Солнечной системы.

Таким образом, метод рентгеновского флуоресцентного анализа, впервые примененный для космического эксперимента на самоходном аппарате «Луноход-1», оказался весьма перспективным методом исследования химического состава вещества планетных тел автоматическими средствами. Исследование Моря Дождей «Луноходом-1», изучение переходной зоны «море — материк» лунной поверхности «Луноходом-2», исследование относительных концентраций легких элементов с орбитальных модулей «Аполлона-15 и -16» и, наконец, работа на поверхности Марса аппаратов «Викинг» — вот путь, который прошел этот метод к настоящему времени. Вывод, сделанный на основании анализа результатов работы советских «Луноходов», о том, что рентгеновская спектрометрическая аппаратура пригодна как для проведения длительных экспериментов в условиях лунной поверхности, так и для исследования других планетных тел, оказался совершенно справедливым.

В зависимости от того, какие химические элементы и в каком относительном количестве содержатся в горных земных породах, последние согласно геохимической терминологии подразделяют на следующие типы (составы): ультраосновные (дуниты), основные (например, базальты, габбро), кислые (например, граниты) и осадочные (глины, сланцы). Экспериментально установлено, что кислые породы чаще всего являются светлыми, а основные (особенно ультраосновные) — темными.