На поверхности Луны встречаются и куски плотной кристаллической породы, очевидно, выброшенные из ближайших кратеров в результате вулканических извержений или падения крупных метеоритов. По мере перехода от морских районов к континентальным их число увеличивается. В районе кратера. Фра-Мауро, где садился «Аполлон-14», встречались, например, каменные глыбы размером с автобус. Совершенно очевидно, что это неразрушенная коренная кристаллическая порода. Теперь она также хорошо изучена. По составу, структуре и свойствам эта порода несколько различается в разных районах лунной поверхности.
По химическому составу лунные породы оказались в основном похожими на широко распространенные в земной коре изверженные породы типа базальтов. Вместе с тем различные базальтовые породы на Земле отличаются друг от друга больше, чем образцы, взятые из разных районов лунной поверхности. Небольшое различие по составу наблюдается также между коренной кристаллической породой Луны и покрывающим ее поверхность реголитом. Так, породы океана Бурь содержат в среднем в 2–3 раза меньше титана, чем образцы из моря Спокойствия. Образцы из моря Изобилия больше похожи на породы океана Бурь и меньше на породы моря Спокойствия. Между тем территориально море Изобилия расположено значительно ближе к морю Спокойствия. Однако по количеству основных элементов породы всех «морских» районов схожи.
Что касается основных минералов, составляющих лунную породу, то к ним относятся плагиоклаз, пироксен, ильменит, анортит и др. Самый распространенный минерал лунного реголита — анортит, за ним следуют авгит и ильменит. Все это указывает на то, что лунная порода — базальтового типа в широком смысле этого понятия.
Ученые тщательно исследовали и многие другие свойства вещества, доставленного с Луны, в том числе его отражающую способность, свечение под воздействием заряженных частиц, рентгеновского и ультрафиолетового излучений. Изучались также магнитные свойства лунного грунта. Результаты этих исследований показали, что лунная порода, вероятно, затвердевала в значительно более сильном магнитном поле. Измеренное на поверхности Луны, оно сейчас составляет приблизительно десятую долю процента от того, что наблюдается у Земли. Изучение лунных образцов показывает, что магнитное поле Луны 3,5 миллиарда лет назад составляло около 10 процентов современного поля Земли, т. е. было приблизительно в 100 раз сильнее. Но природа этого явления пока не выяснена.
Особенно важная информация была получена в результате исследований изотопного состава отдельных элементов. По соотношению некоторых изотопов калия и аргона, рубидия и стронция, урана и свинца был определен возраст лунной породы, который для разных районов оказался несколько различным. Формирование породы (ее кристаллизация) в океане Бурь произошло, к примеру, около 3,3 миллиарда лет назад, в море Спокойствия — 3,7 миллиарда лет назад. Возраст самой древней породы, обнаруженной на Луне, составляет 4,6 миллиарда лет. Следовательно, можно считать, что Луна образовалась по крайней мере не менее 4,6 миллиарда лет назад. Эти данные указывают на то, что Луна после своего формирования имела несколько периодов «местного» плавления, главным образом в «морских» районах. Плавления могли быть вызваны вулканической деятельностью или ударами крупных метеоритов. И хотя возраст Земли, определенный по радиоизотопам, тоже составляет около 4,6 миллиарда лет, никто на нашей планете не встречал образца породы, которая кристаллизовалась более 3,5 миллиарда лет назад. Это объясняется тем, что целая геологическая эпоха на Земле оказалась «стертой» из-за эрозии, вызванной ветром и водой. Таким образом, изучение лунной породы дает нам информацию об «исчезнувших» миллиардах лет истории Земли.
Оказалось, что верхний слой вещества толщиной в несколько сантиметров лежит на поверхности Луны по крайней мере не менее 10 миллиардов лет, а слой толщиной в 1 — 2 м — не менее 600 миллионов лет. Становится, таким образом, понятно, что этот поверхностный слой формировался чрезвычайно медленно. На Земле картина иная. Из-за высокой тектонической активности, атмосферных явлений ее облик постоянно и довольно быстро меняется.
