Cu peste 4,2 miliarde de ani în urmă, luna sa întors pe dos pentru a crea suprafața lunară care a devenit familiară omenirii.
Majoritatea oamenilor de știință ar fi de acord că Luna a fost creată cu aproximativ 4,5 miliarde de ani în urmă, când un alt corp masiv din sistem solar zdrobit de Pământ, aruncând în spațiu material topit care s-a unit ca satelitul nostru natural.
Cum nașterea lună a continuat după ce acest început violent, totuși, a fost descris drept „mai mult un roman de aventură pe care îl alegeți” de o echipă de oameni de știință de la Laboratorul Lunar și Planetar al Universității din Arizona (LPL).
Ei spun că există multe căi posibile pe care satelitul natural al Pământului le-ar fi parcurs pentru a se forma în întregime, ducând în cele din urmă la Lună…Pământ sistem pe care îl vedem astăzi. Echipa are, desigur, propriile idei despre incidentele majore care ar fi putut forma luna. Cercetătorii spun că probele de rocă colectate în timpul misiunii Apollo, de exemplu, pot indica că a existat o perioadă în care luna „s-a răsturnat pe dos în afară”.
Acest rezultat, dacă este adevărat, ar putea rezolva și un mister persistent despre compoziția lunii.
„Luna noastră sa întors literalmente pe dos”, coautor de cercetare și profesor asociat LPL Jeff Andrews-Hanna a spus într-o declarație. „Dar au existat puține dovezi fizice care să facă lumină asupra secvenței exacte a evenimentelor din această fază critică a istoriei lunare și există multe dezacorduri în ceea ce privește detaliile a ceea ce s-a întâmplat – la propriu”.
Titan pe partea apropiată a lunii?
Rocile de lavă bazaltică aduse înapoi de pe Lună au arătat concentrații surprinzător de mari de titan. În plus, observațiile prin satelit au dezvăluit că rocile vulcanice bogate în titan sunt localizate în principal pe partea apropiată a lunii. Acest lucru i-a lăsat pe oamenii de știință să se scarpină în cap despre modul în care aceste roci anume au ajuns acolo și nu sunt mai dispersate.
Echipa Universității din Arizona sugerează că luna s-a format rapid, lăsând-o complet acoperită cu un ocean de magmă fierbinte la început. Pe măsură ce acest ocean s-a răcit și s-a întărit, ar fi format straturile exterioare ale Lunii, inclusiv mantaua și crusta sa. Cu toate acestea, în straturile inferioare, luna bebelușă ar fi fost încă în frământare.
Modelele de formare a lunii sugerează că ultimele rămășițe ale acestui ocean lunar gigant au cristalizat în materiale dense, inclusiv ilmenit, un mineral bogat în fier și titan.
„Deoarece aceste minerale grele sunt mai dense decât mantaua de dedesubt, ele creează o instabilitate gravitațională și te-ai aștepta ca acest strat să se cufunde mai adânc în interiorul Lunii”, a spus liderul cercetării și fostul doctorand LPL Weigang Liang.
Rămân întrebări: s-ar scufunda acest material dintr-o dată ca un singur „blob” după ce luna s-a solidificat, sau puțin la un moment dat ca niște bloburi mai mici? Și, dacă s-a scufundat în interiorul Lunii la scară globală, cum s-a ridicat o parte din el pentru a transporta titan pe partea apropiată a Lunii?
„Fără dovezi, îți poți alege modelul preferat”, cercetător co-autor principal și omul de știință al Centrului Aerospațial German Adrien Broquet a declarat în declarație. „Fiecare model are implicații profunde pentru evoluția geologică a lunii noastre”.
Coautorul și om de știință de la Universitatea din Peking, Nan Zhang, a dezvoltat anterior modele care sugerau că un impact uriaș asupra Lunii ar fi putut determina mutarea unui strat dens de material bogat în titan de sub crustă spre partea apropiată. Odată ajuns acolo, acest material s-ar fi scufundat, ar fi format plăci sub formă de foi și s-ar fi cascat în interiorul Lunii, lăsând o rămășiță sub crustă sub formă de corpuri intersectate de depozite dense bogate în titan.
„Când am văzut acele predicții de model, a fost ca și cum ar fi aprins un bec”, a spus Andrews-Hanna. „Vedem exact același model atunci când ne uităm la variații subtile ale câmpului gravitațional al lunii, dezvăluind o rețea de material dens care pândește sub crustă”.
Graalul modelelor de formare a lunii
Pentru a-și consolida teoriile topite despre materialul ilmenit bogat în titan și observațiile lunii, echipa a apelat la datele despre anomaliile gravitaționale lunare detectate de misiunea cu navă spațială duală a Laboratorului de recuperare gravitațională și interior (GRAIL) a NASA.
„Analiza acestor variații în câmpul gravitațional al lunii ne-a permis să aruncăm o privire sub suprafața lunii și să vedem ce se află dedesubt”, a spus Broque.
Acest lucru a confirmat că datele GRAIL sunt conforme cu simulările stratului de ilmenit.
O astfel de confirmare a arătat, de asemenea, că observațiile câmpului gravitațional ar putea fi folosite pentru a urmări distribuția rămășițelor de ilmenit rămase în urmă după ce o mare parte a stratului dens s-a scufundat în adâncul interior al Lunii.
„Analizele noastre arată că modelele și datele spun o poveste remarcabil de consistentă”, a spus Liang. „Materialele ilmenite au migrat spre partea apropiată și s-au scufundat în interior în cascade asemănătoare foilor, lăsând în urmă un vestigiu care provoacă anomalii în câmpul gravitațional al lunii, așa cum este văzut de GRAIL”.
Echipa a putut determina, de asemenea, când luna s-a răsturnat pe dos. Ei spun că întreruperea anomaliilor gravitaționale de către bazinele mari și străvechi de impact lunar indică stratul bogat în ilmenit care s-a scufundat înainte de aceste impacturi. Această „încrucișare” înseamnă că evenimentul de scufundare s-ar fi petrecut mai devreme de acum 4,22 miliarde de ani, ceea ce indică faptul că scufundarea ar fi putut declanșa vulcanismul, care a fost văzut mai târziu pe suprafața lunii.
Această cercetare adaugă, de asemenea, nuanță unei imagini interesante a lunii pe care o vedem astăzi. Răsturnarea mantalei lunare cu miliarde de ani în urmă ar fi dus la crearea unei regiuni întunecate cunoscută sub numele de regiunea Oceanus Procellarum, precum și pe partea Lunii apropiată de Pământ.
Această zonă a lunii este mai mică în altitudine și are o crustă mai subțire, care este în mare parte acoperită de fluxuri de lavă, spre deosebire de crusta mai groasă din regiunile îndepărtate ale lunii. Are, de asemenea, o concentrație mai mare de elemente rare precum titanul și toriu. „Luna este fundamental deformată din toate punctele de vedere”, a spus Andrews-Hanna. „Pentru prima dată, avem dovezi fizice care ne arată ce s-a întâmplat în interiorul Lunii în această etapă critică a evoluției sale, și asta este cu adevărat interesant.
„Se pare că cea mai timpurie istorie a lunii este scrisă sub suprafață și a fost nevoie de combinația potrivită de modele și date pentru a dezvălui acea poveste”.
Broquet a adăugat: „Vestigiile evoluției lunare timpurii sunt prezente astăzi sub crusta, ceea ce este fascinant.
„Misiunile viitoare, cum ar fi o rețea seismică, ar permite o investigare mai bună a geometriei acestor structuri”.
Descoperirile ar putea ajuta, de asemenea, la informarea viitoarelor investigații ale companionilor noștri loiali lunari, dacă și când, în 2025, misiunea Artemis III a NASA întoarce omenirea pe Lună pentru prima dată de când misiunile Apollo s-au încheiat acum 50 de ani.
„Când astronauții Artemis aterizează în cele din urmă pe Lună pentru a începe o nouă eră a explorării umane”, a conchis Liang. „Vom avea o înțelegere foarte diferită a vecinului nostru decât am avut-o când astronauții Apollo au pus piciorul pentru prima dată pe el”.
Cercetarea echipei este publicată în jurnal Geoștiința naturii.
Postat inițial pe Space.com.