Космическое выветривание

Изучение процессов космического выветривания крайне необходимо в целях правильной интерпретации данных, поступающих с исследовательских зондов и наземных лабораторий. Они затрагивают физические и оптические свойства поверхности многих планетарных тел. Луна, Меркурий, Астероид, кометы, некоторые из спутников и другие плотные тела подвергаются многим процессам выветривания^[1].

Впервые о космическом выветривании стало известно после исследования лунного реголита, доставленного на Землю лунными экспедициями Луна и Аполлон в шестидесятые и семидесятые годы XX века. Данные, которые удалось собрать по этому вопросу чаще всего получены именно на этих образцах. Были получены образцы с астероида Итокава со следами космического выветривания. По утверждению экспертов, проводивших электронно-микроскопическое исследование образцов пыли с поверхности астероида Итокава, основной вклад в космическое выветривание его поверхности вносит солнечный ветер за счёт облучения и имплантации ионов He в поверхность^[2]. Исследования Луны показали, что космическое выветривание уменьшает альбедо лунного реголита, сдвигает наклон его спектра отражения в сторону длинных волн (покраснение) и уменьшает интенсивность характеристических абсорбционных линий его спектра отражения^[2].

Исследования Луны показали, что космическое выветривание уменьшает альбедо лунного реголита, сдвигает наклон его спектра отражения в сторону длинных волн (покраснение) и уменьшает интенсивность характеристических абсорбционных линий его спектра отражения^[2].

Солнечно-ветровая эрозия пород на поверхности Луны и имплантация частиц солнечного ветра в минералы лунного реголита являются одними из основных процессов космического выветривания. В результате последнего процесса происходит накопление инертных газов в минеральных частицах лунного реголита. В зависимости от состава и структуры частиц вариации концентрации имплантированного гелия в разных минералах составляют три-четыре порядка. Толщина радиационно-индуцированной аморфной плёнки на минералах в большей степени зависит от дозы ионов, чем от их энергии. Самым низким коэффициентом имплантации гелия характеризуются частицы с аморфной структурой (стекло). Очень низкий коэффициент имплантации также был получен в эксперименте по имплантации гелия в стекло (обсидиан)^[3][4].

Условия на Меркурии существенно отличаются от условий на Луне. С одной стороны, здесь более высокие температуры днём (дневная поверхностная температура ~100 °C для Луны, ~425 °C для Меркурия) и более холодные ночи, которые могут сильнее влиять на выветривание. Кроме того, из-за своего местоположения в Солнечной системе Меркурий немного сильнее бомбардируется микрометеоритами, которые взаимодействуют с планетой при намного более высоких скоростях, чем на Луне. Благодаря этому выветривание поверхностного слоя на Меркурии происходит более интенсивно. Если принять воздействие космического выветривания на Луне за единицу, то эффекты выветривания на Меркурии, как ожидается, будут равны 13,5 единицам для оплавления пород на поверхности и 19,5 единицам при их испарении^[5].