Dodano: 04 wrzesień 2020r.

Księżyc rdzewieje. Wszystko przez tlen z ziemskiej atmosfery

Księżyc rdzewieje i jest to prawdopodobnie wina Ziemi, a dokładnie jej atmosfery. Naukowcy zaobserwowali w regionach polarnych Srebrnego Globu hematyt, czyli pospolity tlenek żelaza. To zaskakujące odkrycie, bo na Księżycu nie ma tlenu. Badacze sądzą, że utlenienie księżycowego żelaza spowodował tlen z ziemskiej atmosfery.

Księżyc rdzewieje. Wszystko przez tlen z ziemskiej atmosfery

 

Ostanie obserwacje naszego naturalnego satelity przyniosły nieoczekiwane odkrycie. Astronomowie z University of Hawai'i Institute of Geophysics and Planetology (HIGP) i Jet Propulsion Laboratory (JPL) znaleźli hematyt na biegunach Księżyca. O swoich odkryciach poinformowali na łamach pisma „Science Advances”.

Hematyt

Żelazo bardzo łatwo wchodzi w reakcję z tlenem, tworząc tlenki żelaza, powszechnie nazywane rdzą. Powstanie rdzy na Ziemi wymaga obecności zarówno powietrza, jak i wody. Jednak powierzchnia Księżyca jest praktycznie pozbawiona tlenu. Z tego też powodu na Księżycu dominuje czyste żelazo, co potwierdziły wcześniejsze obserwacje oraz próbki przywiezione na Ziemię w misjach Apollo. Ale w jego polarnych regionach zauważono hematyt. Skąd zatem wziął się na Księżycu ten minerał, który jest utlenioną formą żelaza?

Sprawę dodatkowo komplikuje fakt, że Srebrny Glob jest nieustannie bombardowany wiatrem słonecznym zawierającym wodór, który przeciwdziała utlenianiu. Zatem nawet gdyby były obecne wszystkie składniki potrzebne do wystąpienia utleniania, wiatr słoneczny powinien zatrzymać ten proces.

Bliskość Ziemi

Obecność na Księżycu silnie utlenionych minerałów zawierających żelazo, takich jak hematyt, jest nieoczekiwanym odkryciem. - Nasza hipoteza jest taka, że ​​księżycowy hematyt powstaje w wyniku utleniania tamtejszego żelaza powierzchniowego przez tlen z górnych warstw atmosfery Ziemi, który jest nieustannie wdmuchiwany na powierzchnię Księżyca przez wiatr słoneczny, kiedy Księżyc przechodzi przez ogon magnetosferyczny Ziemi - powiedział Shuai Li z hawajskiej uczelni.

Naukowcy z HIGP oraz z NASA Jet Propulsion Laboratory pozyskali dane na temat hematytu na Księżycu z instrumentu Moon Mineralogy Mapper (M3), który został zaprojektowany przez JPL i wysłany w przestrzeń kosmiczną na pokładzie indyjskiej misji Chandrayaan-1. Inspiracją dla nowych badań było wcześniejsze odkrycie przez Li lodu wodnego w regionach polarnych Księżyca w 2018 roku.

- Kiedy zbadałem dane M3 z polarnych regionów Księżyca odkryłem, że niektóre cechy widmowe różnią się od tych, które widzimy na niższych szerokościach geograficznych lub w próbkach Apollo - powiedział Li. - Byłem ciekawy. Po miesiącach badań zorientowałem się, że widzę sygnaturę hematytu - dodał.

Zardzewiały Księżyc

Naukowcy odkryli, że lokalizacje, w których obecny jest hematyt, są silnie skorelowane z obecnością wody na wysokich szerokościach geograficznych Księżyca. Minerału jest też więcej po stronie zwróconej ku naszej planecie, niż po niewidocznej stronie Księżyca.

- Więcej hematytu po stronie Księżyca zwróconej ku Ziemi sugeruje, że jego powstanie w jakiś sposób wiąże się z naszą planetą. Przypomniało mi to odkrycie dokonane przez japońską misję Kaguya. Dane z sondy wskazywały, że tlen z górnych warstw atmosfery Ziemi może być wydmuchiwany na powierzchnię Księżyca przez wiatr słoneczny, kiedy Księżyc znajduje się w ogonie magnetosferycznym Ziemi. Tak więc ziemski tlen atmosferyczny może być głównym utleniaczem wytwarzającym hematyt – podkreślił Li.

- Niewielka ilość wody obserwowana na wysokich szerokościach geograficznych Księżyca mogła być istotnie zaangażowana w proces tworzenia hematytu, co ma ważne implikacje dla interpretacji obserwowanego hematytu na niektórych ubogich w wodę planetoidach klasy S. To odkrycie zmieni naszą wiedzę o polarnych regionach Księżyca. Ziemia mogła odegrać ważną rolę w ewolucji powierzchni naszego naturalnego satelity – zaznaczył Li.

Zespół badawczy ma nadzieję, że przyszła misja Artemis realizowana przez NASA, zbada lub przywiezie na Ziemię próbki hematytu z polarnych regionów Księżyca. Chemiczne sygnatury tych próbek mogłyby potwierdzić przedstawioną hipotezę, czy księżycowy hematyt jest utleniony przez tlen ziemski.

 

Źródło: University of Hawaii at Manoa, fot. Shuai Li