10:19 2024-04-09 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Oamenii de știință rezolvă un mister de lungă durată care înconjoară geologia „deformată” a lunii

_ Oamenii de știință rezolvă un mister de lungă durată care înconjoară geologia „deformată” a lunii

Cu aproximativ 4,5 miliarde de ani în urmă, o mică planetă s-a izbit de tânărul Pământ, aruncând rocă topită în spațiu. Încet, resturile s-au unit, s-au răcit și s-au solidificat, formând luna noastră. Acest scenariu despre modul în care a apărut luna Pământului este cel asupra căruia majoritatea oamenilor de știință au convenit. Dar detaliile despre cum exact s-a întâmplat acest lucru sunt „mai mult un roman de aventură, alegeți-vă singur”, potrivit cercetătorilor de la Laboratorul Lunar și Planetar al Universității din Arizona, care au publicat o lucrare în Nature Geoscience.

Descoperirile oferă perspective importante asupra evoluției interiorului lunar și, potențial, pentru planete precum Pământul sau Marte.

Majoritatea a ceea ce se știe despre originea Lunii provine din analizele mostrelor de roci, colectate. de astronauții Apollo cu mai bine de 50 de ani în urmă, combinate cu modele teoretice. Mostrele de roci bazaltice de lavă aduse înapoi de pe Lună au arătat concentrații surprinzător de mari de titan. Observațiile ulterioare prin satelit au descoperit că aceste roci vulcanice bogate în titan sunt situate în principal pe partea apropiată a Lunii, dar cum și de ce au ajuns acolo a rămas un mister – până acum.

Deoarece luna s-a format rapid și fierbinte, a fost probabil acoperit de un ocean de magmă globală. Pe măsură ce roca topită s-a răcit și s-a solidificat treptat, a format mantaua lunii și crusta strălucitoare pe care o vedem când privim în sus la luna plină noaptea. Dar mai adânc sub suprafață, tânăra lună era în dezechilibru. Modelele sugerează că ultimele deșeuri ale oceanului de magmă au cristalizat în minerale dense, inclusiv ilmenit, un mineral care conține titan și fier.

„Deoarece aceste minerale grele sunt mai dense decât mantaua de dedesubt, creează o instabilitate gravitațională și te-ai aștepta ca acest strat să se cufunde mai adânc în interiorul lunii”, a spus Weigang Liang, care a condus cercetarea ca parte a lucrării sale de doctorat la LPL.

Cumva, în mileniile care au urmat, acel material dens a făcut se scufundă în interior, se amestecă cu mantaua, s-a topit și s-a întors la suprafață ca fluxuri de lavă bogate în titan pe care le vedem astăzi la suprafață.

„Luna noastră sa întors literalmente pe dos”, a spus co- autor și profesor asociat LPL Jeff Andrews-Hanna. „Dar au existat puține dovezi fizice care să facă lumină asupra secvenței exacte a evenimentelor din această fază critică a istoriei lunare și există multe dezacorduri în ceea ce privește detaliile a ceea ce s-a întâmplat – la propriu.”

S-a scufundat acest material pe măsură ce s-a format puțin, sau dintr-o dată după ce luna s-a solidificat complet? S-a scufundat în interior la nivel global și apoi s-a ridicat în partea apropiată sau a migrat în partea apropiată și apoi s-a scufundat? S-a scufundat într-un singur blob mare, sau mai multe blobs mai mici?

„Fără dovezi, poți alege modelul tău preferat. Fiecare model are implicații profunde pentru evoluția geologică a lunii noastre”, a spus co-autorul principal. Adrien Broquet de la Centrul Aerospațial German din Berlin, care a lucrat în perioada în care a fost asociat de cercetare postdoctoral la LPL.

Într-un studiu anterior, condus de Nan Zhang de la Universitatea Peking din Beijing, care este, de asemenea, un coautor al celei mai recente lucrări, modelele au prezis că stratul dens de material bogat în titan de sub crustă a migrat mai întâi spre partea apropiată a Lunii, posibil declanșat de un impact uriaș pe partea îndepărtată, apoi s-a scufundat în interior. într-o rețea de plăci asemănătoare foilor, în cascadă în interiorul lunar aproape ca niște cascade. Dar când acel material s-a scufundat, a lăsat în urmă o mică rămășiță într-un model geometric de corpuri liniare care se intersectează de material dens bogat în titan sub crustă.

„Când am văzut acele predicții ale modelului, a fost ca și cum ar fi aprins un bec”, a spus Andrews-Hanna, „pentru că vedem exact același model atunci când ne uităm la variațiile subtile ale câmpului gravitațional al lunii, dezvăluind o rețea de material dens care pândește sub crustă.”

În noul studiu, autorii au comparat simulările unui strat bogat în ilmenit care se scufundă cu un set de anomalii gravitaționale liniare detectate de misiunea GRAIL a NASA, ale cărei două nave spațiale. a orbitat în jurul Lunii între 2011 și 2012, măsurând mici variații ale atracției sale gravitaționale. Aceste anomalii liniare înconjoară o vastă regiune întunecată a părții apropiate a lunii acoperită de fluxuri vulcanice cunoscute sub numele de mare (în latină pentru „mare”).

Autorii au descoperit că semnăturile gravitaționale măsurate de misiunea GRAIL sunt în concordanță cu simulări ale stratului de ilmenit și că câmpul gravitațional poate fi utilizat pentru a mapa distribuția resturilor de ilmenit rămase după scufundarea majorității stratului dens.

"Analizele noastre arată că modelele și datele sunt spunând o poveste remarcabil de consistentă”, a spus Liang. „Materialele ilmenite au migrat în partea apropiată și s-au scufundat în interior în cascade asemănătoare foilor, lăsând în urmă un vestigiu care provoacă anomalii în câmpul gravitațional al lunii, așa cum se vede de GRAIL.”

Observațiile echipei limitează, de asemenea, momentul. a acestui eveniment: Anomaliile gravitaționale liniare sunt întrerupte de cele mai mari și mai vechi bazine de impact din partea apropiată și, prin urmare, trebuie să se fi format mai devreme. Pe baza acestor relații transversale, autorii sugerează că stratul bogat în ilmenit s-a scufundat înainte de acum 4,22 miliarde de ani, ceea ce este în concordanță cu faptul că acesta a contribuit la vulcanismul de mai târziu văzut pe suprafața lunii.

„Analizarea acestora. variațiile câmpului gravitațional al lunii ne-au permis să aruncăm o privire sub suprafața lunii și să vedem ce se află dedesubt”, a spus Broquet, care a lucrat cu Liang pentru a demonstra că anomaliile din câmpul gravitațional al lunii se potrivesc cu ceea ce ar fi de așteptat pentru zonele de titan dens. material bogat prezis de modelele computerizate de simulare a răsturnării lunii.

Luna deformată

În timp ce detectarea anomaliilor gravitaționale lunare oferă dovezi pentru scufundarea unui strat dens în interiorul lunii și permite o estimare mai precisă a modului și când a avut loc acest eveniment, ceea ce vedem pe suprafața Lunii adaugă și mai multă intriga poveștii, potrivit echipei de cercetare.

„Luna este fundamental deformată în fiecare respect”, a spus Andrews-Hanna, explicând că partea apropiată îndreptată spre Pământ, și în special regiunea întunecată cunoscută sub numele de regiunea Oceanus Procellarum, are o altitudine mai mică, are o crustă mai subțire, este în mare parte acoperită de fluxuri de lavă și are concentrații mari de elemente de obicei rare, cum ar fi titanul și toriu.

Latura îndepărtată diferă în fiecare dintre aceste aspecte. Într-un fel, răsturnarea mantalei lunare este considerată a fi legată de structura și istoria unică a regiunii Procellarum din apropiere. Dar detaliile acestei răsturnări au fost o chestiune de dezbatere considerabilă în rândul oamenilor de știință.

„Lucrările noastre conectează punctele dintre dovezile geofizice ale structurii interioare a lunii și modelele computerizate ale evoluției acesteia”, a adăugat Liang. .

„Pentru prima dată avem dovezi fizice care ne arată ce s-a întâmplat în interiorul Lunii în această etapă critică a evoluției sale, iar acest lucru este cu adevărat interesant”, a spus Andrews-Hanna. „Se pare că cea mai timpurie istorie a Lunii este scrisă sub suprafață și a fost nevoie de combinația potrivită de modele și date pentru a dezvălui acea poveste.”

„Vestigiile evoluției lunare timpurii sunt prezente sub nivelul crusta de astăzi, ceea ce este fascinant”, a spus Broquet. „Misiunile viitoare, cum ar fi o rețea seismică, ar permite o investigare mai bună a geometriei acestor structuri”.

Liang a adăugat: „Când astronauții Artemis vor ateriza în cele din urmă pe Lună pentru a începe o nouă eră a explorării umane, vom avea o înțelegere foarte diferită despre vecinul nostru decât atunci când astronauții Apollo au pus piciorul pentru prima dată. acesta."

(Fluierul)

Inapoi