Was bewirkt die Strahlenexposition über Milliarden von Jahren mit Glas auf dem Mond?

10. November 2023

Bericht

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Von Bob Yirka, Phys.org

Ein Team von Materialwissenschaftlern am Songshan Lake Materials Laboratory, in Zusammenarbeit mit Kollegen von der China Academy of Space Technology und der Chinese Academy of Sciences, beide in China, hat herausgefunden, dass Glas auf dem Mond durch Milliarden Jahre der Strahlenexposition härter geworden ist.

In ihrer in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichten Arbeit beschreibt die Gruppe, wie sie Proben des lunarregoliths getestet hat, die von Chinas Mondlandemodul Chang'e-5 zur Erde gebracht und dann für Vergleichszwecke aufbereitet wurden.

Menschen stellen seit etwa 4.000 Jahren Glas her; die Natur hingegen tut dies seit Milliarden von Jahren. In diesem neuen Ansatz hat das Forschungsteam Glas untersucht, das auf dem Mond auf natürliche Weise durch Meteoroiden entstanden ist, die auf den lunarregoliths treffen und diesen schmelzen - teilweise milliarden Jahre alt.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Oberfläche des Mondes mit winzigen Glaspartikeln übersät ist, von denen jedes kosmischen Strahlen und Strahlung von der Sonne ausgesetzt war. Bei diesem neuen Ansatz wollte das Forschungsteam herausfinden, welche Auswirkungen eine solche Bombardierung auf das Mondglas hatte.

Um dies herauszufinden, erhielten die Forscher fünf winzige Glassplitter, die vom Mondlandemodul Chang'e-5 zurückgebracht wurden - jeder war nicht größer als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Jeder wurde mit einem Transmissions-Elektronenmikroskop untersucht, um seine Struktur zu betrachten. Zusätzlich wurden die Proben zusammengedrückt, um ihre Reaktion auf Kraft zu testen. Beide Untersuchungsmethoden gaben den Forschern eine Grundlinie, um mehr über die Auswirkungen des Alterns auf die Glaspartikel zu erfahren.

Anschließend wurden alle Glassplitter einer extremen Hitze von 650°C für etwa fünf Minuten ausgesetzt. Diese Hitzeeinwirkung war ausreichend, um das Glas zum Schmelzen zu bringen und die Proben in ihren ursprünglichen Zustand zurückzuführen. Dadurch konnten die Forscher den ursprünglichen Zustand des Glases mit dem aktuellen Zustand vergleichen und sehen, was Milliarden Jahre der Strahlenexposition mit ihm gemacht haben.

Bei der Betrachtung der Unterschiede stellte das Forschungsteam wichtige Veränderungen im Young'schen Modul fest, das misst, wie viel Kraft ein Material aufnehmen kann, bevor es sich verformt - sie fanden Veränderungen von bis zu 70%. Sie stellten auch fest, dass die Strahlenbombardierung das Glas härter gemacht hatte.

Journal-Information: Science Advances

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