Pierwsze spojrzenie na skały z odległej strony Księżyca stwarza wulkaniczną tajemnicę

Pierwsze próbki z odległej strony księżyca zawierają znaki zaskakującej aktywności wulkanicznej w pobliżu południowego bieguna księżycowego.

Dwie oddzielne analizy skal księżycowych, przyniesione na Ziemię przez chiński statek kosmiczny Chang'e-6, pokazują, że skały powstały z chłodzącej się magmy stosunkowo niedawno, około 2,8 miliarda lat temu, według artykułów opublikowanych 15 listopada w "Science" i "Nature". Pomiarów te mogą pomóc rozwikłać zagadkę dlaczego odległa strona księżyca jest tak różna od jego bliskiej strony, ale także rodzą nowe pytania dotyczące historii wulkanizmu księżycowego.

Pomóż nam się poprawić, uczestnicząc w naszym 15-pytaniowym badaniu czytelników.

Obie strony księżyca są jak dzień i noc, o różnej topografii, składzie chemicznym, gęstości kraterów oraz dowodach wulkanizmu. Ogromne zastygłe baseny lawy zwane maria pokrywają prawie jedną trzecią bliskiej strony księżyca. Ale tylko około 2 procent odległej strony wykazuje znaki płynnej lawy.

"Enigmatyczna asymetria między bliską a odległą stroną księżyca... jest długotrwałą nierozwikłaną zagadką" - piszą geochemiczka Qiu-Li Li z Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie i jej koledzy w "Nature".

Do niedawna wszystkie skały, które ludzie przywieźli z księżyca pochodziły z bliskiej strony. Próbki z misji Apollo i Luna w latach 60. i 70. sugerowały, że księżyc był najbardziej aktywny wulkanicznie około 4 miliardów lat temu i w większości ostygł około 3 miliardów lat temu. Skały z chińskiej misji Chang’e-5 pokazały bardziej niedawny wulkanizm, około 2 miliardów lat temu.

Ale historia wulkanizmu odległej strony była kompletną tajemnicą - aż do momentu, gdy chińska misja Chang’e-6 wróciła na Ziemię z pierwszymi próbkami, które kiedykolwiek zgromadzono z tej rejonu w czerwcu. Statek kosmiczny wrócił na Ziemię z prawie dwoma kilogramami księżyczej gleby z Basenu Polarnego Aitkena na Południu, najstarszego i największego krateru oraz źródła większości materiału wulkanicznego na odległej stronie księżyca.

"Wyobraź sobie, że masz próbki skal z około 10 miejsc w Ameryce Północnej, i to jest to, co wiesz o Ziemi" - mówi planetolog Stephen Elardo z Uniwersytetu Florydy w Gainesville, który nie brał udziału w nowych badaniach. "A potem nagle dostajesz swoje pierwsze skały z RPA lub Australii. Teraz masz kolejny punkt danych, aby dowiedzieć się o całej planecie. To właśnie to jest dla księżyca."

Dwie grupy zbadano skały za pomocą datowania radiometrycznego, techniki szacowania wieku obiektu na podstawie względnych ilości pewnych radioaktywnych pierwiastków, które zawiera.

Geochemik Le Zhang z Chińskiej Akademii Nauk w Guangzhou i jego koledzy badali 35 fragmentów wulkanicznej skały zwanej bazaltem i stwierdzili, że ich wiek koncentruje się około 2,830 miliarda lat, jakopiszą w "Science". Li i współpracownicy zbadali 108 fragmentów bazaltu i znaleźli podobne wieki: 2,807 miliarda lat, jak donosi zespół w "Nature".

"To jest młodsze, niż bym się tego spodziewał dla tej rejonu księżyca o dość duży marginesie" - mówi Elardo.

To z powodu innego właściwości, które obie grupy znalazły w próbkach. Skały pozbawione są pierwiastków wytwarzających ciepło, takich jak potas, rzadkie ziemie (jak uran i tor) i fosfor, znanych jako KREEP. Na bliskiej stronie rozkładające się pierwiastki KREEP mogły utrzymywać wystarczająco ciepły płaszcz księżycowy, aby podtrzymać wulkanizm do 2 miliardów lat temu. Ale bez tych wpływów, nie jest jasne, jak odległa strona pozostała stopiona przez tak długi czas - mówi Elardo.

Wyniki wskazują także na długo trwający wulkanizm. Zespół Li znalazł jedną skałę, która wyróżniała się: fragment bogaty w glin datowany na 4,2 miliarda lat temu. Jedyną znaną lunarną skałą, która jest starsza, jest meteoryt, którego punkt pochodzenia na księżycu jest nieznany. Razem z młodszymi próbkami, skały sugerują, że wulkanizm na odległej stronie trwał co najmniej 1,4 miliarda lat.

Wiadomość sponsorowana

Mając na uwadze znane różnice między półkulami księżyca, nie jest zaskakujące, że pierwsze próbki z odległej strony wyglądają tak różnie od tych ze strony bliskiej, mówi Ryan Zeigler, kurator próbek z misji Apollo w Johnson Space Center w Houston. Ale dane są nadal ekscytujące.

"Myślę, że to dopiero pierwszy krok" - mówi Zeigler. "Myślę, że zastosują więcej technik do tych cząstek w przyszłości. I myślę, że mogą pojawić się jeszcze bardziej zaskakujące rzeczy."