Daugiau nei prieš 4,2 milijardo metų Mėnulis apsivertė iš vidaus, kad sukurtų žmonijai pažįstamą mėnulio paviršių.
Dauguma mokslininkų sutinka, kad Mėnulis susiformavo maždaug prieš 4,5 milijardo metų, kai kitas masyvus Saulės sistemos kūnas susidūrė su Žeme ir išspjovė į kosmosą išlydytą medžiagą, kuri susijungė ir susidarė mūsų natūralus palydovas.
Tačiau Arizonos universiteto Mėnulio ir planetų laboratorijos (LPL) mokslininkų komanda tai, kaip po tokios žiaurios pradžios įvyko Mėnulio gimimas, apibūdino kaip „pasirink nuotykių romaną“.
Jie sako, kad yra daug galimų kelių, kuriais natūralus Žemės palydovas galėtų visiškai susiformuoti, galiausiai vedantis į Mėnulio-Žemės sistemą, kurią matome šiandien. Komanda, žinoma, turi savo idėjų apie svarbiausius įvykius, kurie galėjo suformuoti Mėnulį. Pavyzdžiui, uolienų pavyzdžiai, surinkti per „Apollo“ misiją, gali reikšti, kad buvo laikas, kai Mėnulis buvo „apverstas aukštyn kojomis“, teigia mokslininkai.
Šis rezultatas, jei jis teisingas, taip pat gali išspręsti paslaptį apie Mėnulio susidarymą.
Susijęs: Mėnulį sukūrusios „protoplanetos“ gabalas gali būti įstrigęs netoli Žemės šerdies
„Mūsų Mėnulis tiesiogine prasme apsivertė iš vidaus“, – sakė tyrimo bendraautorius ir LPL docentas Geoffas Andrewsas Hanna. Jis sakė pareiškime. „Tačiau buvo mažai fizinių įrodymų, kurie atskleistų tikslią įvykių seką šiuo kritiniu Mėnulio istorijos etapu, ir yra daug nesutarimų dėl to, kas įvyko – tiesiogine prasme.
Titanas artimoje mėnulio pusėje?
Bazalto lavos uolienos, pargabentos iš Mėnulio, parodė stebėtinai didelę titano koncentraciją. Be to, palydoviniai stebėjimai atskleidė, kad titano turtingos vulkaninės uolienos yra daugiausia artimoje Mėnulio pusėje. Tai privertė mokslininkus stebėtis, kaip šios konkrečios uolienos ten pateko ir nepaplito plačiau.
Arizonos universiteto komanda pabrėžia, kad Mėnulis susiformavo greitai, todėl iš pradžių jį visiškai uždengė karštos magmos vandenynas. Šiam vandenynui vėsstant ir kietėjant, jis gali sudaryti išorinius Mėnulio sluoksnius, įskaitant mantiją ir plutą. Tačiau žemesniuose sluoksniuose naujagimis mėnulis vis dar tvyrojo.
Mėnulio formavimosi modeliai rodo, kad paskutiniai šio milžiniško mėnulio vandenyno likučiai susikristalizavo į tankias medžiagas, įskaitant ilmenitą – mineralą, kuriame gausu geležies ir titano.
„Kadangi šie sunkieji metalai yra tankesni už apatinę mantiją, jie sukuria gravitacinį nestabilumą, todėl galima tikėtis, kad šis sluoksnis nugrims giliau į Mėnulio vidų“, – sakė tyrimo vadovas ir buvęs LPL doktorantas Weigangas Liangas.
Klausimai išlieka: ar ši medžiaga nuskęs iš karto vieno „taško“ pavidalu, kai mėnulis užšąla, ar kiekvieną kartą mažesnių taškelių pavidalu? Jei pasauliniu mastu jis nugrimzdo į Mėnulio vidų, kaip dalis jo pakilo, kad nuneštų titaną į artimiausią Mėnulio pusę?
„Be įrodymų galite pasirinkti pageidaujamą modelį“, – sakė vienas iš pagrindinių autorių Vokietijos aviacijos ir kosmoso centro mokslininkas Adrianas Brockettas sakė pareiškime. „Kiekvienas modelis turi didelę reikšmę mūsų Mėnulio geologinei evoliucijai.
Pekino universiteto bendraautorius ir mokslininkas Nan Zhang sukūrė modelius, kurie rodo, kad milžiniškas smūgis į Mėnulį gali sukelti tankų titano turtingos medžiagos sluoksnį po pluta, kad jis pasislinktų į artimą pusę. Atsidūrusi ten, ši medžiaga nuskendo, suformavo plokštes primenančius lakštus ir nutekėjo į mėnulio vidų, palikdama požievės liekanas kryžmiškai susikertančių tankių, titano turinčių nuosėdų pavidalu.
„Kai pamatėme tas modelio prognozes, atrodė, kad užsidegė lemputė“, – sakė Andrews-Hannah. „Mes matome lygiai tą patį modelį, kai žiūrime į subtilius Mėnulio gravitacinio lauko pokyčius, atskleidžiančius tankios medžiagos tinklą, slypintį po pluta.
Taurė mėnulio formavimo modeliams
Siekdama sustiprinti išlydytas teorijas apie titano turtingą ilmenitą ir mėnulio stebėjimus, komanda kreipėsi į duomenis apie Mėnulio gravitacijos anomalijas, aptiktas NASA Gravitacijos atkūrimo ir vidaus laboratorijos (GRAIL) dvigubos erdvėlaivio misijos.
„Išanalizavus šiuos Mėnulio gravitacinio lauko skirtumus, galėjome žvilgtelėti po Mėnulio paviršiumi ir pamatyti, kas slypi po juo“, – sakė Brockas.
Tai patvirtino, kad GRAIL duomenys atitinka ilmenito sluoksnio modeliavimą.
Šis patvirtinimas taip pat parodė, kad gravitacinio lauko stebėjimai gali būti naudojami siekiant sekti ilmenito liekanų, likusių po to, kai didžioji dalis tankaus sluoksnio nuskendo giliai į Mėnulį, pasiskirstymą.
„Mūsų analizė rodo, kad modeliai ir duomenys pasakoja nepaprastai nuoseklią istoriją“, – sakė Liangas. „Ilmenitinė medžiaga migravo į artimą pusę ir nuskendo į vidų į lakštą panašiomis kaskadomis, palikdama likučius, sukeliančius Mėnulio gravitacinio lauko anomalijas, kaip mato GRAIL“.
Komanda taip pat sugebėjo nustatyti, kada mėnulis pasisuks iš vidaus. Jie sako, kad didelių, senovinių Mėnulio smūgių baseinų gravitacijos anomalijų nutraukimas rodo, kad ilmenito turtingas sluoksnis nuskendo prieš šiuos smūgius. Ši „sankirta“ reiškia, kad nuskendimas galėjo įvykti prieš 4,22 milijardo metų, o tai rodo, kad skendimas galėjo sukelti ugnikalnius, kurie vėliau buvo pastebėti Mėnulio paviršiuje.
Šis tyrimas taip pat suteikia niuansų įdomiam Mėnulio paveikslui, kurį matome šiandien. Mėnulio mantijos apvertimas prieš milijardus metų galėjo sukurti tamsų regioną, vadinamą Oceanus Procellarum regionu, taip pat arčiausiai Žemės esančioje Mėnulio pusėje.
Šis Mėnulio regionas yra žemesnio aukščio ir turi plonesnę plutą, kurią dažniausiai dengia lavos srautai, priešingai nei storesnė tolimesnių Mėnulio regionų pluta. Jame taip pat yra didesnė retų elementų, tokių kaip titanas ir toris, koncentracija. „Mėnulis iš esmės visais atžvilgiais nesubalansuotas“, – sakė Andrews-Hanna. „Pirmą kartą turime fizinių įrodymų, rodančių, kas vyko Mėnulio viduje per šį kritinį jo evoliucijos etapą, ir tai tikrai įdomu.
„Pasirodo, kad seniausia Mėnulio istorija yra parašyta po paviršiumi, o norint atskleisti šią istoriją, prireikė tinkamo modelių ir duomenų derinio.
„Ankstyvosios Mėnulio evoliucijos liekanos šiandien yra po pluta, o tai yra nuostabu“, – pridūrė Broquet.
„Ateities misijos, tokios kaip seisminis tinklas, leis geriau ištirti šių struktūrų geometriją.
Išvados taip pat galėtų padėti būsimiems mūsų ištikimų palydovų Mėnulio tyrimams, jei ir kada 2025 m. NASA misija Artemis III sugrąžins žmoniją į Mėnulį pirmą kartą nuo Apollo misijų pabaigos prieš 50 metų.
„Kai Artemidės astronautai galiausiai nusileido ant Mėnulio paviršiaus, kad pradėtų naują žmogaus tyrinėjimų erą“, – apibendrino Liangas. „Turėsime visiškai kitokį supratimą apie savo kaimyną nei tada, kai „Apollo“ astronautai pirmą kartą ten įkėlė koją.
Grupės tyrimas buvo paskelbtas žurnale Nature Geoscience.
„Analitikas. Kūrėjas. Zombių fanatikas. Aistringas kelionių narkomanas. Popkultūros ekspertas. Alkoholio gerbėjas”.
