Un team di scienziati ha concluso l’analisi delle rocce raccolti dal rover lunare Cinese Yutu nel 2013 — il primo geologica di campionamento sforzo per colpire la Luna in quarant’anni. La regolite è a differenza di qualsiasi che abbiamo visto prima, e suggerisce che la Luna la storia è molto più complessa di quanto abbiamo realizzato.
Il 1970 sono stati periodo di massimo splendore lunare studi geologici, sia con l’Americano Apollo (1969-1972) e il russo Luna (1970-1976) missioni di raccolta e analisi dei campioni. Da allora, abbiamo continuato a studiare la superficie della Luna da lontano, l’utilizzo di remote orbiter. Solo in questi ultimi anni ha il programma spaziale Cinese cominciato a raccogliere la “terra di lavoro”—e il suo impegno a rivelare quanto ancora abbiamo da imparare sulla Terra più vicina.
Risultati della superficie lunare rover missione pubblicata oggi su Nature Communications indicano che la Luna del mantello è molto meno omogenea di quella terrestre, probabilmente il risultato di un impatto importante turbolento, il tutto fino a miliardi di anni fa.
Esattamente come la Luna formata non è certo, ma secondo una teoria che porta, è stato violento. Chiamato “l’ipotesi dell’impatto gigante” o il “Big Splash” l’idea è sostanzialmente quella primordiale, Marte dimensioni pianeta è caduto a capofitto nella Terra di circa 4,5 miliardi di anni fa, da 20 a 100 milioni di anni dopo il nostro pianeta si è formato. La collisione spruzzato enormi blocchi di metallo fuso di detriti in orbita, che ben presto si sono costituite in un nuovo corpo planetario—la nostra Luna.
Luna piena, come si è visto dalla Terra dell’emisfero settentrionale. Immagine Di Credito: Wikimedia
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Come raffreddato, la Luna roccioso materiali separati in crosta, mantello e nucleo. Ma di mezzo miliardo di anni dopo, un accumulo di calore dal decadimento radioattivo di elementi della Luna interno rifuso parti del mantello, la creazione di un sottosuolo roccioso “oceano”. Questo ha innescato un periodo di intensa attività vulcanica e le eruzioni che durò un altro miliardo di anni. La prova per questo periodo di forte attività vulcanica è netta: scuro, pianure basaltiche, la cosiddetta “lunare maria”— coprire quasi un quinto della superficie Lunare, e sono più visibili sul lato rivolto verso la Terra.
Apollo e Luna missioni campionato di basalto scorre formata durante l’altezza della Luna vulcanica del periodo. Chang’e-3, un uncrewed lunar lander portando il rover Yutu, volutamente mirate a qualcosa di diverso. Nel dicembre del 2013, è toccato a Zi Wei, una relativamente giovane (<3 miliardi di euro l’anno) cratere da impatto trova sul bordo settentrionale del rilievo, lava pieno di bacino Imbrium. Il basalto pianure in questo cratere rappresentano la parte di coda della Luna più eruttiva, epoca in cui più di 95% di mantello oceano era già nuovamente solidificato. La regolite—la polvere, materiale alterato che copre la superficie della Luna—è sottile e molto simile alla roccia. Come tale, il cratere ha offerto l’opportunità di scrutare in un capitolo successivo della Luna storia.
La più semplice presupposto è che la storia geologica in Zi Wei avrebbe specchio ciò che Apollo e Luna aveva trovato altrove. La verità si è rivelato essere molto più interessante.
Strani Minerali, Storia Violenta
Dopo Yutu raccolti campioni di regolite, sono stati analizzati dal rover alpha particle X-ray spectrometer) e vicino infrarosso iperspettrali riproduttore d’immagini. Diversi aspetti dei campioni mineralogia erano insolite. In primo luogo, essi contenevano concentrazioni intermedie (4-5%) di ossido di titanio, che è stato associato nella forma del minerale ilmenite (FeTiO3).
Con un punto di fusione relativamente basso, ilmenite è uno degli ultimi minerali per raffreddare fuori di magma. Come si cristallizza, la fitta minerale sprofonda nel mantello, formando regioni di titanio di arricchimento. Quando l’attività vulcanica razzi, si ottiene basaltica deflussi che sono in ossido di titanio arricchito (fino al 15% in peso). Ma quando il magma sale in ilmenite-regioni povere, titanio concentrazioni tendono ad essere piuttosto basso. Entrambe queste composizioni (alta e bassa titanio) sono stati osservati da Apollo e Luna.
Quattro vedute del bacino Imbrium e la Chang’e-3 sito di atterraggio raccolti tramite remote orbiter. Immagine di Credito: NASA/LPI
I nuovi campioni intermedi titanio concentrazioni, tuttavia, sono un po ‘ strambo. Se la Luna manto raffreddato in modo uniforme nel corso del tempo, ci si aspetterebbe che una ripetizione della storia da prima—alti o bassi livelli di titanio. Ora, stiamo iniziando a vedere una gradualità di concentrazione.
“Stiamo ancora cercando di capire esattamente come questo è accaduto,” studio co-autore Bradley Jolliff ha detto in una dichiarazione. “Forse c’erano dei grossi impatti durante l’oceano di magma fase che ha interrotto il mantello della formazione”.
Naturalmente, sappiamo già di un periodo durante il quale la Luna era intensamente maltrattate—la Fine di Pesanti Bombardamenti, che ha avuto luogo qualche 4,1 al 3,8 miliardi di anni fa. Ma la frequenza degli impatti dopo il LBH non è ben compreso. In ogni caso, l’immagine che stiamo costruendo la Luna è in netto contrasto con la situazione sulla Terra, dove il manto raffreddato relativamente uniformemente.
“La diversità ci dice che la Luna del mantello superiore è molto meno uniforme nella composizione di quella terrestre,” Jolliff detto. “E correlando la chimica con l’età, si può osservare come la Luna vulcanismo cambiato nel corso del tempo.”
Mentre Yutu di titanio dati pone grandi interrogativi circa la Luna dei primi anni di storia, il rover ha anche aiutato a risolvere un piccolo mistero. Orbitale dati hanno indicato che la Chang’e-3 sito di atterraggio è stata ricca di ilmenite e minerale olivina. La ricerca di questi minerali insieme è un po ‘ strano, perché olivina, di solito si cristallizza di magma molto prima. Ma Yutu ha mostrato che l’olivina in Zi Wei è eccezionalmente ricca di ferro, dando una molto più bassa temperatura di fusione. La scoperta, sottolinea l’importanza della terra-truthing i dati di telerilevamento con campioni reali.
Molto Di Più
In qualche modo, lo studio solleva più domande che risposte. Ma se una cosa è chiara la Cina il primo esplorazione lunare sforzi, è che il terreno missioni sulla Luna sono comunque vale la pena il nostro tempo. Fortunatamente, questo non è la fine della storia per la Chang’e.
“Continueremo i nostri studi approfonditi per questi giovani lunare basalti,” autore principale dello studio Zongcheng Ling di Shandong University ha detto Gizmodo in una e-mail. “Probabilmente in combinazione con altri lunare set di dati, meteoriti lunari studi chimici e metodi di modellazione, possiamo meglio comprendere il petrogenisis storia di questi unici giovani basalti lunari.”
Oltre a Yutu lavoro, Chang’e-3 posto un telescopio robotico sulla Luna, ed è lavorato splendidamente da sempre. L’anno scorso, la Cina ha completato il suo primo ritorno lunare della missione, quando la sua Chang’e-5 test di veicolo girò intorno alla Luna, il lato più lontano prima di inviare la sua (vuoto) esempio di restituire il modulo di tornare a casa. Alla fine, la Cina spera non solo di atterrare una sonda sul lato più lontano della Luna, ma il ritorno di campioni di Terra.
“I nostri studi indicano che ci sono ancora molti misteri senza risposta del mantello lunare per gli studi futuri,” Ling ha detto. “Futuro Cinese missioni lunari come Chang’e-4 e Chang’e-5 sarà sicuramente aiutare a [risolvere] questi misteri.”
[Leggi l’articolo scientifico in Natura per le Comunicazioni]
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