ArticlePDF Available

The Protective Role of Glass Film over the Surface of Metallic Particles of the Lunar Regolith

Authors:

Abstract and Figures

Стекла являются одним из главных компонентов лунного реголита. Помимо собственно частиц стекла в реголите присутствуют брекчии и агглютинаты, в которых стекло служит связующим материалом, а также присутствует в виде пленок на поверхности частиц. Целью настоящего исследования являлось выявление взаимоотношений стекол с металлическими фазами. С помощью просвечивающей (ПЭМ) и сканирующей (СЭM) аналитической электронной микроскопии (микроскопы JEM2100 + спектрометр IETEM INCA250 и JSM5610LV + INCA450) были изучены фрагменты стекла из проб реголита, доставленных на Землю советскими автоматическими станциями "Луна-16", "Луна-20" и "Луна-24".
No caption available
… 
No caption available
… 
Content may be subject to copyright.
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 459, № 3, с. 349–351
349
Стекла являются одним из главных компонен
тов лунного реголита. Помимо собственно частиц
стекла в реголите присутствуют брекчии и агглю
тинаты, в которых стекло служит связующим ма
териалом, а также присутствует в виде пленок на
поверхности частиц. Целью настоящего исследо
вания являлось выявление взаимоотношений
стекол с металлическими фазами.
С помощью просвечивающей (ПЭМ) и скани
рующей (СЭM) аналитической электронной
микроскопии (микроскопы JEM2100 + спектро
метр IETEM INCA250 и JSM5610LV + INCA450)
были изучены фрагменты стекла из проб реголи
та, доставленных на Землю советскими автома
тическими станциями “Луна16”, “Луна20” и
“Луна24”.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В ходе многолетнего изучения тонкодисперс
ной фракции лунного реголита с высокой локаль
ностью был установлен факт неоднородности
лунного стекла, составляющего существенную
долю материала проб. При этом неоднородность
на микроуровне проявлялась как количественно,
так и качественно. Кроме того, стекло скрывало в
себе многочисленные минеральные фазы разного
размера, в том числе микро и наноразмерного
масштаба. Одним из самых распространенных
микроразмерных включений в стеклах является
самородное железо.
Так, при СЭMизучении образца реголита из
Моря Изобилия в режиме отраженных электро
нов зафиксирована частица самородного железа
(рис. 1а). Однако при съемке в режиме вторичных
электронов (рис. 1б) видно, что поверхность ча
стицы самородного железа покрыта брызгами и
обломками стекла. Надо отметить, что энергодис
персионный спектр, полученный от этой части
цы, помимо пиков железа и никеля содержит низ
коинтенсивные пики, отвечающие силикатной
ГЕОХИМИЯ
ЗАЩИТНАЯ РОЛЬ СТЕКЛЯННОЙ ПЛЕНКИ
НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ
ЛУННОГО РЕГОЛИТА
© 2014 г. Т. А. Горностаева, А. В. Мохов, П. М. Карташов,
академик
О. А. Богатиков
Поступило 29.07.2014 г.
DOI:
10.7868/S0869565214330159
УДК 523.3436
Институт геологии рудных месторождений,
петрографии, минералогии и геохимии
Российской Академии наук, Москва
0.5 мкм
(а)
(б) 0.5 мкм
Рис. 1.
СЭМизображение частицы самородного же
леза в стекле.
а) Отраженные электроны, б) вторичные электроны.
350
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК том 459 № 3 2014
ГОРНОСТАЕВА и др.
компоненте. Эти пики могут быть флюоресцент
но возбуждены окружающей стеклянной матри
цей, но, учитывая наличие стекла, покрывающего
частицу железа, в большей степени вызваны
именно им. Многочисленные аналогичные на
ходки были сделаны и в других пробах лунного
реголита.
При ПЭМизучении в частичке стекла состава
MgO = 6.7
±
0.3, Al
2
O
3
= 18.0
±
0.4, SiO
2
= 43.2
±
±
0.6, CaO = 14.6
±
0.4, FeO = 17.1
±
0.5 мас. % (при
содержании Na
2
O, K
2
O и Cl менее 0.2 мас. % каж
дого) из Моря Изобилия зафиксированы сфери
ческие включения самородного железа размером
от 5 до 30 нм (рис. 2). Для определения точного
состава этих включений была выполнена съемка
картин распределения элементов в пределах од
ного из стеклянных фрагментов, содержащих в
себе наиболее крупные включения этого типа.
Полученные картины подтвердили отсутствие
кислорода в шариках, а также заметных коли
честв других элементов, кроме железа. Микроди
фракционные картины от таких шариков показа
ли наличие
α
модификации самородного железа
с параметром
а
= 0.28 нм и пространственной
группой
Im m
, а съемка с высоким разрешением
выявила периодичность структуры с шагом
0.20 нм, что соответствует межплоскостному рас
стоянию отражений типа
110
.
Следует отметить, что все обнаруженные же
лезные шарики, находящиеся в глубине стекла
или покрытые хотя бы тончайшим его слоем, ди
агностировали как самородный металл в моно
кристаллической форме. В то же время зафикси
3
рованные сферические железные образования, не
имеющие стеклянной оболочки, были представ
лены либо аморфными, либо плохо окристалли
зованными оксидами железа (рис. 3).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Железо в виде тонкодисперсных выделений
как в металлической, так и в окисленной форме,
часто встречается во всех пробах лунного реголи
та [1–3].
Лунное самородное железо отличает устойчи
вость к окислению, в том числе и при длительном
хранении в земных условиях, что было впервые
открыто А.П. Виноградовым с соавторами [4].
Были предложены разные гипотезы, объясняю
щие это явление. Виноградовым впервые была
выдвинута гипотеза, согласно которой определя
ющую роль в сохранении железа в металлической
форме играет водород, имплантированный в по
верхность реголита при ее бомбардировке части
цами солнечного ветра [4]. Существует также ги
потеза, что неокисляемость железа обеспечивает
ся образованием на его поверхности тончайшей
оксидной пленки, легированной сидерофильны
ми примесями Ni, Co и др., которые присутству
ют в этих частицах [5]. Однако авторы этой рабо
ты отмечали, что и чистое, беспримесное, лунное
железо также обладает высокой стойкостью к
окислению в земных условиях. Так или иначе, ги
потеза восстанавливающего действия импланти
рованного солнечным ветром водорода является
на данный момент наиболее распространенной.
Рис. 2.
ПЭМизображение шариков самородного же
леза в стекле.
Рис. 3.
ПЭМизображение шарика оксида железа.
20 нм20 нм
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК том 459 № 3 2014
ЗАЩИТНАЯ РОЛЬ СТЕКЛЯННОЙ ПЛЕНКИ 351
В то же время самородное железо находится в
лунном реголите в виде тонкодисперсных выделе
ний, как правило в ассоциации со стеклом [1], ли
бо в качестве включений в стекле, размер которых
составляет порядка десятка микрон [3], а также де
сятков нанометров [2, 6]. Кроме того, в результате
исследования поверхности лунного реголита мето
дом рентгеноэлектронной спектроскопии было
определено, что тонкодисперсное металлическое
железо сосредоточено в поверхностном слое глу
биной до 10 нм [5]. Позднее было показано, что
частицы металлического железа находятся внут
ри конденсатного слоя [7]. Факт наличия стек
лянной пленки на частицах лунного грунта также
был отмечен и другими исследователями [6, 8].
При этом оксидные формы железа в препаратах
тонкой фракции лунного реголита встречаются
повсеместно, однако стеклом они не покрыты.
Проведенные нами исследования образцов
лунного реголита с помощью ПЭМ и СЭМ под
твердили, что частицы самородного железа со
держатся в стекле в виде включений, а также от
дельных частичек, которые также покрыты стек
лом, образующим стеклянную пленку, толщина
которой варьировалась от 10 нм до нескольких
микрометров.
При ПЭМисследовании было определено,
что для поверхностной стеклянной пленки, как и
для лунных стекол в целом, характерна микроне
однородность, которая проявляется и в составе, и
в их строении. Состав стеклянной пленки отлича
ется от состава матричного стекла наличием лег
ких и летучих элементов, таких, например, как
натрий или цинк. Ранее Ю.П. Диковым с соавто
рами [9] при изучении лунных стекол из проб
грунта “Луны16” методами рентгеновской фото
электронной спектроскопии было отмечено, что
поверхностный слой содержит в основном легкие
элементы и неоднороден по составу.
По поводу механизмов образования поверх
ностной силикатной пленки на частицах реголита
существует несколько гипотез. Так, по мнению
Л. Дюрро [10], ее образование возможно в резуль
тате аморфизации силикатов под воздействием
солнечного ветра. Эту возможность нельзя ис
ключить; к тому же, такой механизм был подтвер
жден экспериментально с помощью импульсного
лазерного облучения частиц лунного реголита
[11]. Гипотеза импактного происхождения под
держана многими исследователями [12, 13]. Наи
более вероятный механизм, на наш взгляд, – это
осаждение вещества за счет конденсации ранее
испаренного материала, так как на Луне много
кратному импактному воздействию подвержены
частицы всех размеров вплоть до микро и нано
размерных. Под воздействием микрометеорит
ной бомбардировки они испаряются и затем кон
денсируются на поверхности окружающего рего
лита. При меньших энергиях импактного
воздействия они плавятся и разбрызгиваются в
виде стекла на ближайшие частицы грунта. Кроме
того, в пользу импактного происхождения свиде
тельствует наличие включений железа, найден
ных в конденсатной пленке, которое, по мнению
Дж.У. Делано [14], является одним из критериев
импактного происхождения лунных стекол.
Таким образом, конденсатная стеклянная плен
ка на поверхности частиц металлического железа
выполняет изолирующую, защитную роль, пре
пятствуя окислению, в том числе и при длительном
хранении в условиях земной атмосферы.
Вероятно, именно присутствие такой на
нопленки стекла обеспечило изоляцию ранее опи
санных нами самородных рения, церия и иттербия
[3, 15] от изменений при контакте как с земной ат
мосферой, так и с агрессивной хлоридной средой
(в случае с иттербием), а сами хлориды предохра
нило от воздействия атмосферной влаги.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Frondel J.W.
Lunar Mineralogy. N. Y.: WileyIntersci.,
1975. 332 p.
2.
Keller L.P., McKay D.S.
// Science. 1993. V. 261.
P. 1305–1307.
3.
Мохов А.В., Карташов П.М., Богатиков О.А.
Новые
данные по минералогии Луны (Луна под микро
скопом). М.: Наука, 2007. 128 с.
4.
Виноградов А.П., Барсуков В.Л., Урусов В.С., Бога
тиков О.А.
Свойство неокисленности ультрадис
персных форм простых веществ, находящихся на
поверхности космических тел. Свидетельство на
открытие № 279, открытие зарегистрировано в Го
сударственном реестре открытий СССР 15 ноября
1979 г.
5.
Виноградов А.П., Нефедов В.И., Урусов В.С., Жаво
ронков Н.М.
// ДАН. 1971. Т. 201. № 4. С. 953–960.
6.
Wentworth S.J., Keller L.P., McKay D.S., Morris R.V.
//
Meteoritics and Planet. Sci. 1999. V. 34. P. 593–603.
7.
Диков Ю.П., Герасимов М.В., Яковлев О.И., Ива
нов А.В.
// Петрология. 2009. Т. 17. № 5. С. 459–469.
8.
Keller L.P., McKay D.S.
// Meteoritics. 1991. V. 26.
P. 355.
9.
Dikov Yu.P., Ivanov A.V., Wlotzka F., Galimov E.M.,
Wan k e G .
// Solar Syst. Res. 2002. V. 36. Iss. 1. P. 1–11.
10.
Дюрро Л., Журе Л., Бибринг Ж.Р., Менье Р.,
Моретт М.
В кн.: Лунный грунт из Моря Изоби
лия. М.: Наука, 1974. С. 430–435.
11.
Sasaki S., Nakamura K., Hamabe Y., Kurahashi E.,
Hiroi T.
// Nature. 2001. V. 410. Iss. 6828. P. 555–557.
12.
Keller L.P., McKay D.S.
In: LIV Annual Meeting of the
Meteorit. Soc. Monterey, 1991. P. 114.
13.
Dikov Yu.P., Ivanov A.V., Wlotzka F., Galimov E.M.,
W
ä
nke H.
// Earth and Planet. Sci. Lett. 1998. V. 155.
P. 19 7– 20 4 .
14.
Delano J.W.
// J. Geophys. Res. Solid Earth. 1986.
V. 91. Iss. B4. P. 201–213.
15.
Мохов А.В., Карташов П.М., Горностаева Т.А., Бо
гатиков О.А.
// ДАН. 2011. Т. 441. № 5. С. 670–673.
7
... This is explained by the preferential evaporation of silica (according to experi mental data, more than 30% of its initial amount) compared with other major components of the target (Ivanov, 1975). In addition, a characteristic feature of condensate glasses is the presence of nanometer sized inclusions Gornostaeva et al., 2014;Mokhov et al., 2014). ...
... High silica content is also characteristic of lunar glassy conden sates formed during impact and evaporation processes McKay, 1992, 1997;Christoffersen et al., 1996;Warren, 2008). Furthermore, the presence of nanometer sized inclusions is typical of lunar impact condensates Gornostaeva et al., 2014;Mokhov et al., 2014). Another criterion (though not always necessary) for the condensate ori gin of glass is its tendency to form microglobular struc tures. ...
... Consider the problem of the existence of 15-20 nm crystals of native iron (Fig. 11). In contrast to similar particles in lunar condensate glass Mokhov et al., 2014), they are not spherical and have no distinct boundaries; therefore, we consider them as phases captured by glasses via the mechanism proposed by Gornostaeva et al. (2014). Why did metallic iron grow in glass in the presence of a signifi cant amount of oxygen? ...
Article
Full-text available
The presence of condensate glass was established for the first time in natural terrestrial impact glasses. Its existence was previously predicted on the basis of shock evaporation experiments. Condensate glass was found in the irghizites of the Zhamanshin crater. Its characteristic features were described, including a combination of high silica content with the presence of nanoscale crystalline nuclei and typical globular morphology under TEM.
... The presence of such films on the surface is caused by the condensation of silica during later impacts and is apparently common. Such films are well preserved over time and can prevent secondary transformations of the underlying mineral phases, isolating them, among other factors, from the effects of the Earth's atmosphere during sample storage (Gornostaeva et al., 2014). This glass film condensed on the entire surface of the regolith particle, including iron balls, and, as shown in (Gornostaeva et al., 2014), plays a preservative role. ...
... Such films are well preserved over time and can prevent secondary transformations of the underlying mineral phases, isolating them, among other factors, from the effects of the Earth's atmosphere during sample storage (Gornostaeva et al., 2014). This glass film condensed on the entire surface of the regolith particle, including iron balls, and, as shown in (Gornostaeva et al., 2014), plays a preservative role. ...
... In the course of these studies, glasses were identified whose composition did not correspond to the usual types of lunar rocks and were noted for anomalously low silica concentrations. These glasses were found in all samples of lunar regolith delivered by both Soviet probes and American astronauts (Fredriksson et al., 1970;Ivanov, 1975). The SiO 2 deficit in lunar glasses was then explained by the selec-tive evaporation of this component during impact melting. ...
... Glass condensate films on the particles conserve and preserve these particles and preclude the oxidation of their metallic phases that were formed during impacts on both the Moon and the Earth Gornostaeva et al., 2014Gornostaeva et al., , 2016. ...
Article
Full-text available
The paper presents pioneering data on the comparative study of impact glasses from the Zhamanshin crater and lunar regolith (delivered by the Luna 16, 20, and 24 probes). The data were acquired using analytical techniques of ultrahigh spatial resolution. Many of the melt and condensate impact glasses, both terrestrial and lunar, are similar in inner structure and composition, which were controlled primarily by the physics of the impacts and similar compositions of the targets.
... In the first part of this contribution (Gornostaeva et al., 2015), we reported the results of an investigation of irghizites from the Zhamanshin crater by high-resolution electron microscopy and a finding of glass condensed from an impact gas-plasma cloud. Previously, condensate glass was detected in natural objects only in lunar soil samples (Keller and McKay, 1992;Christoffersen et al., 1996;Gornostaeva et al., 2014;Mokhov et al., 2014). Its formation under terrestrial conditions was predicted based on shock evaporation experiments (Yakovlev et al., 1972;Markova et al., 1986). ...
... Then, the ampoule was placed into an ultrasonic disperser for disintegration. For the local extraction of small fragments, we used an ultrasonic extractor on the basis of a digital optical microscope and an ultrasonic probe (Gornostaeva et al., 2011). The ultrasonically dispersed sample in a droplet of the obtained suspension was placed on a copper grid covered with a collodion film and dried in an electric oven at a temperature of 35°C. ...
Article
Full-text available
Condensate glasses of two types were found during the SEM and TEM investigation of zhaman-shinite samples within volumetrically dominant melt glass: silica-rich glasses similar to irghizite-type con-densates and moderately silicic sodium-rich glasses deposited in voids in zhamanshinites. The latter are characterized by globular morphology, high contents of volatile components, and presence of inclusions a few hundred nanometers in size. The differences of the zhamanshinite-type condensate glasses from irghizite-type condensates are related to their slower cooling and closeness of the pore space system. The results of the investigation of melt glasses of various color groups from the same samples are presented for comparison. The glasses of each group appeared to be homogeneous at the SEM level, but inhomogeneous at the TEM scale.
... This implies that these particles were formed at a temperature no higher than iron melting temperature. The absence of any traces of the Ni phosphide and kamacite oxidation in air is explained by the preservation effect of thin glass film coating these particles (Gornostaeva et al., 2014). These particles are thus practically unmodified fragments of the impactor material. ...
Article
Full-text available
Fragments of heterogeneous cosmonegic substance (nickelphosphide Ni3P and ZnAl2) were found using high resolution analytical electron microscopic techniques, for the first time in samples from a large meteorite crater: the Zhamanshin astrobleme in Kazakstan. Inasmuch as such fragments cannot simultaneously occur in meteorite of any one type, we suggest that the impactor of the Zhamanshin crater was of comet nature.
Article
Full-text available
The first occurrence of native ytterbium in the single fragment of a brownish-orange impact glass, selected from the deepest part (1.84-1.89 cm) of the bore core, delivered to the Earth from Mare Crisium by automatic station "Luna-24", described. Element mapping in characteristic X-rays allows to prove metallic state of the ytterbium grain. Possible mechanisms of its formation and reasons of its elevated corrosion stability are discussed.
Article
Full-text available
The majority of hydrated interplanetary dust particles (IDPs) have compositions that resemble CI and CM chondrites, however, their mineralogies are most similar to the fine grained material in certain altered type-3 carbonaceous and ordinary chondrites. During the transmission electron microscope studies of hydrated IDPs, a unique particle was discovered whose mineralogy is very similar to that reported from CI chondrites. W7013F5 is the first IDP whose mineralogy and chemistry approximates that of CI chondrites. The similarity in mineralogy and mineral chemistry suggests that W7013F5 was altered under conditions similar to those that existed on the CI parent bodies.
Article
Full-text available
'Space weathering' is the term applied to the darkening and reddening of planetary surface materials with time, along with the changes to the depths of absorption bands in their optical spectra. It has been invoked to explain the mismatched spectra of lunar rocks and regolith, and between those of asteroids and meteorites. The formation of nanophase iron particles on regolith grains as a result of micrometeorite impacts or irradiation by the solar wind has been proposed as the main cause of the change in the optical properties. But laboratory simulations have not revealed the presence of these particles, although nano-second-pulse laser irradiation did reproduce the optical changes. Here we report observations by transmission electron microscopy of olivine samples subjected to pulse laser irradiation. We find within the amorphous vapour-deposited rims of olivine grains nanophase iron particles similar to those observed in the rims of space-weathered lunar regolith grains. Reduction by hydrogen atoms implanted by the solar wind is therefore not necessary to form the particles. Moreover, the results support the idea that ordinary chondrites came from S-type asteroids, and thereby provides some constraints on the surface exposure ages of those asteroids.
Article
Abstract— We studied patinas on lunar rocks 75075 and 76015 from the Apollo collection using a multi-disciplinary approach, including scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray spectrometry (EDS), transmission electron microscopy (TEM), wavelength-dispersive x-ray (WDS) mapping, Mössbauer spectroscopy, spectral reflectance, and microspectrophotometry. Based on SEM petrography, we have defined three textural types of patina: glazed, fragmental, and classic (cratered). The presence of classic patina is diagnostic of lunar samples that have been exposed directly to the space weathering environment. It is characterized by the presence of microcraters and glass pancakes and is the patina type studied by earlier workers. Classic patina is found on 76015 but not on 75075. Glazed patina is found on both 76015 and 75075, whereas fragmental patina is found only on 75075. The glazed and fragmental patinas on 75075 were probably formed as a result of relatively large nearby impacts; and although these two types of patina are not strictly the result of direct exposure to the space weathering environment, they are important because they affect the optical properties of the rocks. Field emission gun SEM (FE-SEM) of classic patina on 76015 shows evidence of possible solar wind sputtering erosion. Transmission electron microscope studies of 76015 reveal the presence of impact-generated deposits and solar flare particle tracks which, like microcraters and pancakes, are diagnostic of direct exposure to space weathering processes. The outermost surface of the 76015 patina consists of an amorphous rim very much like the rims found on individual lunar soil grains; this amorphous patina rim probably formed by similar processes of impact-generated vapor condensation and possible sputter deposition. Wavelength-dispersive x-ray element maps of polished thin sections of 75075 and 76015 indicate that patina compositions are poor indicators of the compositions and mineralogies of the rocks underlying them. On average, the reflectance spectra of patinas on both samples are slightly darker than those of their unweathered equivalents. Microreflectance measurements show that a thick patina can dramatically alter the optical properties of the rock on which it forms. The backscatter Mössbauer (BaMS) spectrum of a patina-covered surface of 76015 is very similar to that of an unweathered surface, indicating that the Mössbauer signal is generated from beneath the patina. Because BaMS “sees” through surface space-weathering effects to the underlying rock, this technique has great potential for use in robotic missions to other planetary bodies.
Article
This paper reports the results of an X-ray photoelectron spectroscopic study of the condensate phase of regolith sample L1639 returned by the Luna 16 mission. The reduced Si0, Si2+, Al0, Ti2+, and Ti3+ forms were detected in the sample. Iron occurs in all valence states, and Fe3+ species were detected for the first time in the condensate. Minor Fe3+ concentrations were observed in the upper layers of the sample containing the maximum amounts of condensate products. The fraction of ferric Fe is 22%, and the Fe0: Fe2+: Fe3+ proportion is 33: 45: 22. The appearance of ferric Fe in the lunar condensate is explained by the reaction of FeO disproportionation occurring either at the stage of the expansion and cooling of impact-related vapor or directly in the condensed phase on the surface of regolith particles. This interpretation is supported by the results of a model experiment on augite vaporization and condensation. The experiment simulating impact vaporization was carried out on a laser set-up at a temperature of ∼3000–4000 K and a pulse duration of ∼10−3 s in a He atmosphere (P = 1 atm). The results of analyses provided compelling evidence that the condensate produced after augite vaporization contains Fe in all oxidation states, and the proportions of different valence forms approach the stoichiometry of the disproportionation reaction.
Article
Surface analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) in combination with Ar etching was performed on a lunar regolith sample from the Luna 16 drill-core. The sample contains only ~10% of glass spherules; these are of highly variable composition, which distinguishes them from the pristine (volcanic) lunar glasses with their restricted compositional range. The XPS analyses revealed that practically all grains in this sample are coated by layers of different chemical composition. The outer 1200Å have a normal Fe,Mg-silicate composition. The middle zone between 1200 and 4400Å is strongly enriched in carbon (up to 60 at%) and in Zn (4 at%). From the electron binding energy of the carbon atoms, it can be concluded that most of the carbon is present in the form of nanodiamonds and graphite. Other volatile elements (Cd, Pb, Ga, P, and Cl) were detected at the 0.1-0.2 at% level in this zone. The inner zone below 4400Å has again a silicate composition, but is more refractory than the outer zone, i.e. higher in Ca and Al. We propose that this layering was formed by condensation from a carbon-rich cloud, originating from the impact of a comet or a carbonaceous chondrite-like body. XPS analysis of the surface layers showed variations in the chemical state of the main elements (Mg, Si, Al, Ca, Fe) in these layers, corresponding to different molecular structures. Similar variations were found in condensate films produced in laser-pulse impact simulation experiments.
Article
Layer-by-layer analysis of the fine fraction of Luna-16 sample L1635 by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) revealed a zonal structure of its constituent particles. The outer zone, to a depth of 1200 Angstrom, is enriched with Si and Fe and depleted in refractory elements Mg, Ca, and Al as compared to the bulk composition of the sample. The second zone, in the depth range from 1200 to 4500 Angstrom, is of very unusual composition: it is enriched with carbon (up to 60 at. %) and zinc (up to 4 at. %) and contains some other volatiles. The lower zone, at depths from 4500 to 7000 Angstrom, is composed of a silicate material; however, the concentrations of refractory elements are noticeably higher than those in the near-surface layer. There is a difference in structural and chemical characteristics of most of the elements between different zones. These findings point to the exogenous origin of the enrichment of the studied sample with volatiles and are related to the fall of a volatile-rich body (comet or carbonaceous chondrite) on the Moon. The hypothesis of the cometary (carbonaceous-chondrite) impact explains the main patterns of the volatile distribution in the lunar regolith, including the formation of green and orange glasses from Apollo 15 and 17 collections.
Article
The examination of glasses from all of the Apollo landing sites has led to the identification of 25 groups of pristine glass. The nickel found in these glasses is shown to be indigenous, not meteoritic contamination, and to be correlated with Mg. Chemical data indicate that these glasses are more suitable for primary magma than most crystalline mare basalts. In addition, these pristine glasses support the view that assimilative processes involving two cumulative systems in the differentiated mantle operated during mare petrogenesis. Two linear arrays found among the chemistries of the glasses attest to the existence of these interactions. Data suggest that these cumulate components in the mantle continue for 1000 km (laterally) and therefore are likely to be products of a magma ocean that existed early in lunar history.
Article
Lunar soils contain micrometer-sized mineral grains surrounded by thin amorphous rims. Similar features have been produced by exposure of pristine grains to a simulated solar wind, leading to the widespread belief that the amorphous rims result from radiation damage. Electron microscopy studies show, however, that the amorphous rims are compositionally distinct from their hosts and consist largely of vapor-deposited material generated by micrometeorite impacts into the lunar regolith. Vapor deposits slow the lunar erosion rate by solar wind sputtering, influence the optical properties of the lunar regolith, and may account for the presence of sodium and potassium in the lunar atmosphere.
Богаа тиков О.А. Свойство неокисленности ультрадисс персных форм простых веществ, находящихся на поверхности космических тел. Свидетельство на открытие № 279
  • А П Виноградов
  • В Л Барсуков
  • В С Урусов
Виноградов А.П., Барсуков В.Л., Урусов В.С., Богаа тиков О.А. Свойство неокисленности ультрадисс персных форм простых веществ, находящихся на поверхности космических тел. Свидетельство на открытие № 279, открытие зарегистрировано в Го сударственном реестре открытий СССР 15 ноября 1979 г.