W ubiegłym roku Indie zdołały posadzić na powierzchni Księżyca lądownik, w ramach misji Chandrayaan-3. Dane zebrane podczas eksploracji Srebrnego Globu sugerują, że południowy biegun Księżyca pokrywał niegdyś ocean płynnych skał.
W sierpniu 2023 roku Indie stały się czwartym krajem, któremu udało się wylądować na Księżycu, umieszczając lądownik Vikram w pobliżu bieguna południowego Księżyca. Wypuszczony z trzewi lądownika łazik Pragyan przeprowadził wiele ciekawych obserwacji terenu wokół miejsca lądowania. Zespół geologów i planetologów z indyjskiego Physical Research Laboratory, współpracujący z kolegami z U R Rao Satellite Center i Space Applications Center, przeanalizował dane z próbek gleby zebrane przez Pragyana, znajdując dowody potwierdzające teorie, że powierzchnia Księżyca była pokryta oceanem stopionych skał niedługo po jego uformowaniu.
Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-024-07870-7).
Ocean stopionych skał
Wkrótce po wylądowaniu na Księżycu lądownik Vikram wypuścił łazika Pragyan, w celu zbadania okolicy. Pragyan przez 10 dni zbierał dane od temperatury po pomiary sejsmologiczne. Zbadał również skład chemiczny regolitu – drobnego materiału pokrywającego większą część powierzchni Księżyca. Za pomocą spektrometru rentgenowskiego cząstek alfa (Alpha Particle X-ray Spectrometer – APXS) łazik wykonał 23 pomiary księżycowej gleby. Spektrometr APXS umożliwia zdalną analizę chemiczną badanego materiału.
Santosh Vadawale z Physical Research Laboratory w Ahmedabad w Indiach wraz ze współpracownikami przeanalizował dane zebrane przez APXS i wykorzystał te informacje do zidentyfikowania pierwiastków w regolicie i ich względnej obfitości, co z kolei ujawniło skład mineralny gleby. Okazało się, że wszystkie 23 pomiary wykazały, że regolit składa się przede wszystkim z anortozytu, minerału powszechnie występującego na Księżycu.
– To mniej więcej to, czego spodziewaliśmy się na podstawie danych orbitalnych – mówi Lindy Elkins-Tanton z Arizona State University w Tempe.
Poprzednie lądowniki uzyskały podobne wyniki. Jednak próbki Chandrayaan-3 są pierwszymi z regionu południowego bieguna. Wcześniejsze badania dotyczyły strefy równikowej i średnich szerokości geograficznych. Wszystkie te badania sugerują, że skład regolitu jest jednolity na całej powierzchni Księżyca.
Vadawale twierdzi, że jest to bezpośrednie potwierdzenie, że powierzchnia Księżyca była oceanem stopionej skały bezpośrednio po jej powstaniu. Ta teoria została po raz pierwszy zaproponowana przez dwie niezależne grupy w 1970 r., po przeanalizowaniu skał zebranych podczas lądowania misji Apollo 11 w 1969 r.
Pochodzenie Księżyca
Uważa się, że Księżyc powstał w wyniku uderzenia w młodą Ziemię ciała wielkości Marsa. Kolizja ta spowodowała wyrzucenie na orbitę dużych ilości materiału, który z czasem uformował się w Księżyc. Ta teoria wyjaśnia, dlaczego skały księżycowe mają skład podobny do tych na Ziemi.
Zderzenie wytworzyło ogromne ilości ciepła, które musiały zostać rozproszone. W rezultacie powierzchnia młodego Księżyca stopiła się. Gęste skały bogate w metale, takie jak magnez, zatonęły w tym oceanie, a lżejsze, takie jak anortozyt, uniosły się na wierzch, tworząc wyżyny podobne do tych, które odwiedziła misja Chandrayaan-3.
Vadawale i jego współpracownicy odkryli, że ich próbki zawierały podwyższone poziomy magnezu. Takie skały powinny zatonąć, dlaczego zatem znajdują się na powierzchni? Badacze sugerują, że może być za to odpowiedzialne uderzenie, które utworzyło Basen Biegun Południowy – Aitken – jeden z największych kraterów uderzeniowych w Układzie Słonecznym. Krater ten ma średnicę 2500 kilometrów i głębokość 13 kilometrów. Znajduje się około 350 kilometrów od miejsca lądowania misji Chandrayaan-3.
– Kiedy powstaje tak duży basen uderzeniowy, powinien on wydobyć na wierzch głębszy materiał — mówi Vadawale. Ten głębszy, bogaty w magnez materiał zostałby w tym scenariuszu rozproszony na ogromnym obszarze, nieznacznie zmieniając skład regolitu pobranego przez łazik Pragyan. Ale jednym z problemów z tą koncepcją jest to, że basen Biegun Południowy–Aitken wydaje się być zdominowany przez minerał zwany piroksenem, który nie do końca pasuje do danych Pragyana. Rozwiązanie tej zagadki prawdopodobnie będzie wymagało sprowadzenia próbek na Ziemię, w celu dokładniejszych analiz.
Źródło: Nature, Live Science, fot. NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
