Une équipe de scientifiques a terminé l’analyse de roches collectées par le rover lunaire Chinois Yutu en 2013 — la première géologique de l’effort d’échantillonnage pour frapper la Lune en quarante ans. Le régolithe est différent de tout ce que nous avons vu avant, et il suggère que la Lune l’histoire est bien plus complexe que ce que nous avons réalisé.
Les années 1970 ont été l’apogée lunaire d’études géologiques, avec à la fois l’Américain Apollo (1969-1972) et le russe Luna (1970-1976) les missions de collecte et d’analyse des échantillons. Depuis, nous avons continué à étudier la surface de la Lune de loin, à l’aide de remote orbiteurs. Seulement dans les dernières années, le programme spatial Chinois commencé à ramasser le “travail de terrain”—et de ses efforts de révéler combien nous avons encore à apprendre sur la Terre du voisin le plus proche.
Les résultats d’une surface lunaire rover de la mission, publiée aujourd’hui dans Nature Communications indiquent que la Lune manteau, c’est beaucoup moins homogène que sur Terre, probablement le résultat d’impacts majeurs remue tout jusqu’à des milliards d’années.
Exactement comment la Lune formé n’est pas certain, mais selon un leader de la théorie, il a été violente. Appelé le “géant de l’impact de” l’hypothèse ou le “Big Splash” l’idée est fondamentalement que l’primordiale, Mars-taille moyenne de la planète s’écrase la tête la première dans la Terre d’environ 4,5 milliards d’années, de 20 à 100 millions d’années après notre planète formé. La collision pulvérisé massive des morceaux de pâte de débris en orbite, qui bientôt se fondirent dans un nouveau corps planétaire—notre Lune.
Pleine lune vue de la Terre de l’hémisphère nord. Crédit Image: Wikimedia
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Comme elle a refroidi, la Lune matériaux rocheux séparés en une croûte, le manteau et le noyau. Mais un demi-milliard d’années plus tard, une accumulation de chaleur à partir de la désintégration radioactive d’éléments dans la Lune à l’intérieur refondu parties du manteau, de la création d’un sous-sol rocheux de l’océan.” Cela a déclenché une période d’intense activité volcanique et des éruptions qui a duré un autre milliard d’années. Les preuves de cette forte activité volcanique est difficile: noir, basaltique plaines—une soi-disant “lunaire maria”— couvre près d’un cinquième de la surface de la Lune, et la plupart sont visibles sur la face de la Terre.
L’Apollo et Luna missions échantillonnés basalte flux de formés au cours de la hauteur de la Lune volcanique de la période. Chang’e-3, un uncrewed lunar lander portant le rover Yutu, délibérément ciblé quelque chose de différent. En décembre 2013, il a touché le sol en Zi Wei, relativement jeunes (<3 milliards d’années) cratère d’impact situé sur la bordure nord de l’éminent, remplie de lave bassin Imbrium. Les plaines de basalte dans ce cratère représentent la fin de la Lune de plus éruptive ère, quand plus de 95% du manteau de l’océan a déjà re-solidifié. Le régolithe—la poudreuse, les intempéries matériau qui couvre la surface de la Lune—qui est mince et très semblable à la roche sous-jacente. En tant que tel, le cratère a offert une occasion pour les pairs dans un chapitre ultérieur de la Lune à l’histoire.
Le plus simple hypothèse est que l’histoire géologique dans la Zi Wei serait un reflet de ce qu’Apollo et Luna avait trouvé ailleurs. La vérité s’est avéré être beaucoup plus intéressant.
Étrange Minéraux, Histoire Violente
Après Yutu recueilli des échantillons de régolithe, ils ont été analysés par le rover alpha particle X-ray spectrometer et le proche infrarouge hyper spectrale de l’imageur. Plusieurs aspects de la des échantillons de minéralogie étaient inhabituelles. D’abord et avant tout, ils contenaient des concentrations intermédiaires (4-5%), de l’oxyde de titane, qui est lié à la forme du minerai d’ilménite (FeTiO3).
Avec un point de fusion relativement bas, l’ilménite est l’un des derniers minéraux pour refroidir hors du magma. Alors qu’elle se cristallise, la densité minérale s’enfonce dans le manteau, les régions de formation de titane d’enrichissement. Lorsque l’activité volcanique s’embrase, vous obtenez basaltique sorties de l’oxyde de titane enrichi (jusqu’à 15% en poids). Mais lorsque le magma monte dans l’ilménite régions pauvres, le titane, les concentrations ont tendance à être assez faible. Ces deux compositions (haute et basse de titane) ont été observées par Apollo et Luna.
Quatre vues du bassin Imbrium et le Chang’e-3 site d’atterrissage collectées par le biais de la orbiteurs. Crédit Image: NASA/LPI
La nouvelle échantillons’ intermédiaire de titane concentrations, cependant, sont un peu farfelues. Si la Lune manteau refroidi de façon uniforme au fil du temps, nous nous attendons à une répétition de l’histoire avant le haut ou le bas de titane niveaux. Maintenant, nous commençons à voir un gradient de concentration.
“Nous sommes encore à essayer de comprendre exactement comment c’est arrivé”, étude co-auteur Bradley Jolliff, a déclaré dans un communiqué. “Peut-être il y avait un grand impact au cours de l’étape de l’océan de magma qui a perturbé le manteau de la formation.”
Bien sûr, nous savons déjà d’une période au cours de laquelle la Lune a été intensément battues—la Fin des Bombardements, qui a eu lieu environ 4,1 à 3,8 milliards d’années. Mais la fréquence des impacts après la LBH n’est pas bien compris. Dans tous les cas, l’image que nous construisons de la Lune est en contraste frappant avec la situation sur la Terre, où le manteau refroidi relativement uniforme.
“La diversité nous dit que la Lune du manteau supérieur est beaucoup moins uniforme dans la composition de la Terre,” Jolliff dit. “Et la corrélation de la chimie avec l’âge, nous pouvons voir comment la Lune du volcanisme changé au fil du temps.”
Alors que Yutu de titane données soulève de grandes questions sur la Lune au début de l’histoire, le rover a également aidé à résoudre un petit mystère. Les données sur les orbites indiqué que le Chang’e-3 site d’atterrissage a été riche en ilménite et le minéral de l’olivine. La conclusion de ces minéraux est un peu étrange, parce que l’olivine généralement cristallise de magma beaucoup plus tôt. Mais Yutu a montré que l’olivine en Zi Wei est exceptionnellement riche en fer, en lui donnant une plus faible température de fusion. La découverte souligne l’importance de la vérification sur le terrain, les données de télédétection avec les échantillons.
Beaucoup Plus À Venir
À certains égards, l’étude soulève plus de questions que de réponses. Mais si une chose est claire à partir de la Chine de la première exploration lunaire efforts, c’est que le sol des missions vers la Lune sont encore bien digne de notre temps. Heureusement, ce n’est pas la fin de l’histoire pour Chang’e.
“Nous allons continuer nos études approfondies pour ces jeunes lunaire basaltes,” plomb auteur de l’étude Zongcheng Ling de Shandong Université Gizmodo dit dans un courriel. “Probablement en combinaison avec d’autres lunaire ensembles de données, les météorites lunaires études chimiques et des méthodes de modélisation, nous pouvons mieux comprendre le petrogenisis l’histoire de ces jeunes basaltes lunaires.”
En plus de Yutu du travail, Chang’e-3 a placé un robot télescope sur la Lune, et ça fonctionne à merveille depuis. L’année dernière, la Chine a terminé sa première lunaire retour de la mission, lors de son Chang’e-5 véhicule d’essai balançait autour de la Lune de l’autre côté avant d’envoyer son (vide) de retour d’échantillons module de retour à la maison. Finalement, la Chine espère non seulement la terre d’une sonde sur la face cachée de la Lune, mais le retour d’échantillons sur Terre.
“Nos études indiquent qu’il existe encore de nombreuses questions sans réponses mystères de la lune manteau pour de futures études,” Ling a dit. “L’avenir lunaire Chinois des missions comme Chang’e-4 et Chang’e-5 va certainement aider à [résoudre] ces mystères.”
[Lire l’intégralité de l’article scientifique Nature Communications]
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