Tajemnicze szklane koraliki znalezione na Księżycu zawierają ukryte wskazówki dotyczące jego przeszłości

Trzy maleńkie szklane koraliki ujawniły, że aktywność wulkaniczna Księżyca była znacznie dłuższa, niż sądzili geolodzy.

Wśród próbek pyłu księżycowego z chińskiego lądownika Chang’e-5 zespół geologów niedawno odkrył szkło wulkaniczne, które powstało w wyniku erupcji około 120 milionów lat temu — długo po ostatniej znanej erupcji wulkanicznej na Księżycu. Odkrycie sugeruje, że niedawna historia Księżyca jest o wiele bardziej skomplikowana i o wiele ważniejsza, niż nam się wydawało.

Geolog Bi-Ben Wang z Chińska Akademia Nauk wraz z kilkoma kolegami opublikowała swoją pracę w dzienniku Nauka.

Bardzo szczęśliwe znalezisko: Tylko 3 szklane koraliki

Podczas wizyty na Księżycu w 2020 r. Lądownik Chang’e-5 w Chinach zgarnęli prawie 4 funty regolitu: połamanej skały i pyłu pokrywającego powierzchnię Księżyca. Wang i jego koledzy niedawno przesiali regolit, aby znaleźć ponad 3000 maleńkich, okrągłych ziaren naturalnego szkła. Na podstawie ich tekstury i składu chemicznego, większość maleńkich szklanych odłamków powstała w wyniku ogromnego ciepła i ciśnienia uderzenia meteorytu, ale trzy z nich to krople chłodnej, gładkiej magmy, która kiedyś wybuchła z księżycowych wulkanów. (To 3 ziarna szkła w prawie 4 funtach materiału!)

Skład chemiczny szkła ujawnia również coś innego: erupcja, która wyrzuciła krople szybko stygnącej magmy w pobliżu miejsca lądowania Chang’e-5, miała miejsce niedawno. Jeśli Wang i jego współpracownicy mają rację, może to zmienić to, co myślimy, że wiemy o niedawnej historii geologicznej Księżyca.

Mieszanka uranu i ołowiu w szkle (uran z czasem rozpada się na ołów, więc stosunek tych dwóch pierwiastków może powiedzieć, jak stary jest kawałek skały) sugeruje, że erupcja, która uformowała szkło, miała miejsce około 120 milionów lat temu. To mniej więcej w tym czasie, kiedy na Ziemi miały miejsce pierwsze erupcje. ssak łożyskowy właśnie pojawił się na scenie, co z naszej perspektywy wydaje się bardzo długim czasem. Jednak geologia porusza się znacznie wolniej niż ewolucja, więc dla Księżyca, 120 milionów lat temu, było zasadniczo w zeszłym tygodniu.

Jest to pewnym zaskoczeniem dla geologów badających historię Księżyca, gdyż najnowsze dowody na księżycowe erupcje wulkaniczne pochodzą sprzed około 2 miliardów lat (mniej więcej w czasie, gdy życie na Ziemi zaczęło przechowywać swoje DNA w jądrach komórkowych).

„Nie jest jasne, w jaki sposób Księżyc mógł pozostać aktywny wulkanicznie na tak późnym etapie” – napisali Wang i jego współpracownicy w swoim nowym artykule. „W miarę jak wnętrze się ochładzało, a litosfera (część Księżyca zbudowana ze skał stałych) stawała się grubsza, wulkanizm stawał się mniej prawdopodobny”.

Pełen wydarzeń miniony miesiąc

Księżyc uformował się (w potężne zderzenie nowonarodzonej Ziemi z nieco mniejszą planetą) około 4,5 miliarda lat temu i spędził następne 2,5 miliarda lat jako monstrualny wulkan. Lawa zalała powierzchnię, pokrywając tak ogromny obszar, że po ostygnięciu czarne równiny bazaltu wyglądały dla astronomów jak oceany. Ale około 2 miliardy lat temu gwałtowne erupcje zwolniły i ustały — przynajmniej tak nam się wydaje.

Niektóre z księżycowych równin bazaltowych mogą mieć nawet 800 milionów lat, biorąc pod uwagę, jak mało mają kraterów w porównaniu ze starszymi równinami (które były bombardowane przez meteoryty przez znacznie dłuższy czas). Ale dopóki geolodzy nie pobiorą rzeczywistych próbek skał z tych obszarów księżyca, nie będą tego wiedzieć na pewno. To zasadniczo pozostawia 2-miliardową lukę w historii księżyca, co oznacza, że ​​wciąż jest wiele, czego nie wiemy o tym, jak księżyc ostygł i osiadł w bryłach skał, które znamy dzisiaj. Ponieważ badanie sposobu, w jaki księżyc się ochłodził, mogłoby ujawnić więcej na temat jego wewnętrznej struktury, jest to luka, którą geolodzy, szczególnie z krajów na całym świecie, chcą wypełnić. przygotować się do eksploracji Księżyca na dużą skalę.

Chang’e-5 znalazł skały wulkaniczne datowane na 2 miliardy lat, znacznie młodsze, niż sądzili wówczas geolodzy, w miejscu lądowania w pobliżu wygasłego wulkanu Mons Rümker na północno-zachodniej stronie Księżyca. Jest to jednak najmłodszy dowód wulkanizmu księżycowego, jaki kiedykolwiek znaleziono.

Wang i jego współpracownicy zastanawiali się, czy regolit przywieziony przez lądownik może zawierać drobne ślady erupcji, które miały miejsce daleko od miejsca lądowania. Kiedy magma ma niską zawartość gazu, ma tendencję do wyciekania z ziemi. Z drugiej strony magma, która ma wysoką zawartość gazu, wystrzeliwuje w górę jak fontanna, jak butelka po napoju gazowanym, którą wstrząśnięto, a następnie zbyt szybko otwarto. Maleńkie kropelki magmy mogą lądować daleko od miejsca erupcji. A na świecie takim jak Księżyc, gdzie uderzenia meteorów nieustannie zmieniają kształt powierzchni, możliwe jest, że maleńkie ziarenka szkła wulkanicznego mogą zostać wyrzucone jeszcze dalej od ich źródła.

Okazuje się, że Wang i jego koledzy mieli rację: trzy odłamki szkła wulkanicznego z odległej erupcji dotarły na miejsce lądowania Chang’e-5. Geolodzy nie mają wystarczających informacji, aby powiązać odłamki szkła z erupcją, która je wywołała, ale fakt, że tam są, sugeruje, że wulkany wybuchały na Księżycu niedawno w czasie geologicznym: około 120 milionów lat temu.

Ostatni oddech wulkanu na Księżycu?

Wang i jego współpracownicy porównali skład chemiczny swoich trzech małych fragmentów szkła z innymi próbkami szkła wulkanicznego przywiezionymi przez misje Apollo w latach 70. XX wieku. Niezależnie od tego, skąd pochodziły fragmenty szkła wulkanicznego Change’e-5, nie był to ten sam zbiornik magmy, który zasilał bazaltowe równiny w pobliżu miejsca lądowania misji Apollo.

Geolodzy twierdzą, że najnowsze erupcje na Księżycu mogą mieć źródło w ostatnich kieszeniach płynnej magmy w płaszczu księżycowym, utrzymywanych w wysokiej temperaturze dzięki promieniowaniu pochodzącemu z powolnego rozpadu potasu, toru i pierwiastków ziem rzadkich (wszystkie te pierwiastki Wang i jego współpracownicy znaleźli w szkle).