KREEP , аббревиатура, образованная из букв K ( атомный символ калия ), REE ( редкоземельные элементы ) и P ( фосфор ), является геохимическим компонентом некоторых лунных ударных брекчий и базальтовых пород. Его наиболее значимой особенностью является несколько повышенная концентрация большинства так называемых «несовместимых» элементов [1] (тех, которые концентрируются в жидкой фазе во время кристаллизации магмы ) и теплопроизводящих элементов, а именно радиоактивного урана , тория и калия (из-за присутствия радиоактивного 40 K ). [2]
Типичный состав KREEP включает около одного процента по массе оксидов калия и фосфора, 20–25 частей на миллион рубидия и концентрацию элемента лантана , которая в 300–350 раз превышает концентрацию, обнаруженную в углеродистых хондритах . [3] Большая часть калия, фосфора и редкоземельных элементов в базальтах KREEP включена в зерна фосфатных минералов апатита и мерриллита . [4]
Косвенно было установлено, что происхождение KREEP содержится в происхождении Луны. Сейчас это обычно считается результатом столкновения скалистого объекта размером с Марс с Землей около 4,5 миллиардов (4,5×10 9 ) лет назад. [5] Это столкновение выбросило большое количество обломков породы на орбиту вокруг Земли. В конечном итоге они собрались вместе, чтобы сформировать Луну . [6]
Учитывая высокую энергию, которую могло бы повлечь за собой такое столкновение, было сделано заключение, что большая часть Луны могла бы быть превращена в жидкость, и это образовало бы лунный магматический океан . По мере кристаллизации этой жидкой породы минералы, такие как оливин и пироксен, выпадали в осадок и опускались на дно, образуя лунную мантию .
После того, как затвердевание было завершено примерно на 75%, материал анортозитового плагиоклаза начал кристаллизоваться, и из-за своей низкой плотности он плавал, образуя твердую кору. Следовательно, элементы, которые обычно несовместимы (т. е. те, которые обычно разделяются в жидкой фазе), постепенно концентрировались в магме. Таким образом, образовалась богатая KREEP магма, которая сначала была зажата между корой и мантией. Доказательства этих процессов исходят из высокоанортозитового состава коры лунных возвышенностей, а также из наличия пород, богатых KREEP. [7]
До миссии лунного спутника Lunar Prospector считалось, что эти материалы KREEP образовались в обширном слое под корой. Однако измерения гамма-спектрометра на борту этого спутника показали, что содержащие KREEP породы в основном сосредоточены под Океаном Бурь и Морем Дождей . Это уникальная лунная геологическая провинция, которая теперь известна как Террейн Бурь KREEP .
Бассейны, расположенные далеко от этой провинции, которые глубоко проникли в кору (и, возможно, мантию), такие как Море Кризисов , Море Восточное и бассейн Южного полюса-Эйткена , показывают лишь незначительные или нулевые усиления KREEP в пределах их краев или выбросов. Усиление теплопроизводящих радиоактивных элементов в коре (и/или мантии) террейна Бурь KREEP почти наверняка ответственно за долговечность и интенсивность морского вулканизма на видимой стороне Луны. [8]