Давня субстанція. Місячний камінь, привезений з місії Apollo 17, зберігав в собі загадку, що налічує 4,5 мільярдів років.

Невеликий зразок породи з Місяця, який понад 50 років зберігався запечатаним, виявився носієм дуже давньої інформації про Сонячну систему.

Йдеться про частинки мінералу троіліту (сполука заліза і сірки), зібрані астронавтами місії Apollo 17 у 1972 році. У цих частинках науковці знайшли матерію, яка може бути такою ж давньою, як сам Місяць, або навіть старшою -- близько 4,5 мільярда років.

Планетолог Джеймс Доттін з Brown University визнав, що результат його здивував. За його словами, перша реакція була: "Цього не може бути". Після повторних перевірок команда переконалася, що помилки немає -- дані справді нетипові.

У 1960-1970-х роках астронавти NASA доставили на Землю 382 кілограми місячної породи. Частину зразків навмисно не досліджували одразу, очікуючи розвитку точніших технологій. Один із таких збережених зразків і потрапив до рук команди Доттіна.

Дослідники застосували мас-спектрометрію для вивчення джерела сірки в троіліті. Сірка має велике значення для вивчення геологічної еволюції планет, оскільки її ізотопи – це варіанти атомів з різною кількістю нейтронів – несуть в собі "хімічний слід" умов, у яких вони виникли.

Деякі зерна в зразку мали ізотопний склад, типовий для вулканічних порід Місяця. Але інші частини показали різке зниження кількості ізотопу сірки-33 -- такого на Місяці раніше не знаходили.

"Досі існувала думка, що ізотопний склад сірки в мантії Місяця ідентичний тому, що спостерігається на Землі," - зазначає Доттін.

На його думку, сподівання не справдилися: результати виявилися абсолютно відмінними від всього, що відомо на Землі.

Такий дефіцит сірки-33 зазвичай виникає під час взаємодії сірки з ультрафіолетовим світлом у тонкій атмосфері. Це вказує на дуже давнє походження матеріалу і залишає два можливих сценарії.

У своїй найпервіснішій формі, сірка могла виникнути безпосередньо на Місяці, коли його поверхня була занурена в океан магматичних речовин. В процесі охолодження легший ізотоп міг підніматися у первинну атмосферу, залишаючи важчі ізотопи в структурі породи.

Існує альтернативна теорія, що стосується виникнення Місяця. Відповідно до цієї гіпотези, молодий етап Землі зазнав зіткнення з тілом розміром із Марс, відомим як Тейя. Частина матеріалу цього об'єкта могла бути інтегрована в структуру Місяця. Вчені вважають, що незвичайний ізотопний склад сірки може мати своє походження саме з цього зіткнення.

Обидва варіанти не можуть бути підтверджені з абсолютною впевненістю, проте це відкриття має значні наслідки. Якщо сірка зазнала фотохімічних трансформацій, це може вказувати на те, що в минулому відбувався обмін речовин між поверхнею і внутрішніми шарами Місяця.

"На Землі це роблять тектонічні плити, а на Місяці їх немає", -- зазначає Доттін, пояснюючи, чому така можливість є несподіваною.

Крім того, знайдений ізотопний сигнал ставить під сумнів версію, за якою Місяць утворився з рівномірно перемішаних уламків після зіткнення Землі з Теєю. У такому разі сірка мала б бути розподілена однаково по всій мантії.

Поки що йдеться лише про один зразок, який десятиліттями зберігався в герметичній камері. Для розв'язання цієї загадки потрібні нові позаземні матеріали -- з Місяця, Марса або астероїдів, а це потребуватиме часу.

Незалежно від походження, ці зерна зберегли найдавніший і найнезвичніший "підпис" сірки, знайдений на Місяці, який веде до самого початку формування Сонячної системи.