Νέες ενδείξεις για την ύπαρξη ηφαιστείων στο φεγγάρι

Σήμερα είναι σκονισμένο, γεμάτο κρατήρες και σε μεγάλο βαθμό αδρανές, αλλά το φεγγάρι μας έχει μια συναρπαστική γεωλογική ιστορία. Η γενικά αποδεκτή θεωρία είναι ότι σχηματίστηκε από μια καταστροφική πρόσκρουση μεταξύ ενός πρωτοπλανήτη και της Γης, αφήνοντάς τον καλυμμένο από έναν ωκεανό μάγματος για χιλιετίες. Αυτός ο ωκεανός τελικά ψύχθηκε στον σεληνιακό φλοιό, αλλά η ηφαιστειακή δραστηριότητα παρέμεινε για πολλά εκατομμύρια χρόνια.

Το πόσο ακριβώς διατηρήθηκε ο ηφαιστειογενής είναι κάτι σαν μυστήριο. Ωστόσο, μια νέα εφημερίδα δημοσιεύθηκε στις 5 Σεπτεμβρίου στο Επιστήμη υποδηλώνει ότι συνεχίστηκε για πολύ περισσότερο από ό,τι έδειξαν προηγούμενα στοιχεία. Η μελέτη εξέτασε σφαιρίδια από ηφαιστειακό γυαλί που συλλέχθηκαν από την αποστολή Chang’e-5, η οποία προσγειώθηκε στο φεγγάρι τον Δεκέμβριο του 2020και διαπίστωσε ότι σχηματίστηκαν πριν από περίπου 120 εκατομμύρια χρόνια. Η μελέτη καταδεικνύει πόσο επίπονη μπορεί να είναι μια τέτοια έρευνα: περιλάμβανε τη διεξαγωγή μιας σειράς δοκιμών σε 3000 μικροσκοπικές χάντρες γυαλιού, αναζητώντας μικρές διαφορές μεταξύ τους για να προσδιοριστεί ποιες από αυτές δημιουργήθηκαν από τον ηφαιστειακό.

[ Related: The moon was once covered in an ocean of magma: new data supports theory ]

Ο σχηματισμός γυαλιού είναι ένα περίπλοκο φαινόμενο, αλλά ο βασικός μηχανισμός σε αυτό το πλαίσιο είναι ότι δημιουργείται όταν ένα υλικό θερμαίνεται πέρα ​​από το σημείο τήξεώς του και στη συνέχεια στερεοποιείται σε ένα άμορφο στερεό που δεν έχει κανονική ατομική δομή. Το ηφαιστειακό μάγμα μπορεί σίγουρα να παρέχει αρκετή θερμότητα για να λιώσει τον σεληνιακό ρεγόλιθο, επομένως το γυαλί μπορεί να είναι ένα ενδεικτικό σημάδι ηφαιστειότητας. Ωστόσο, το ηφαιστειακό δεν είναι η μόνη διαδικασία που μπορεί να δημιουργήσει τέτοιες θερμοκρασίες. Αντικείμενα όπως οι μετεωρίτες που συγκρούονται με την επιφάνεια της σελήνης μπορούν επίσης να το κάνουν, έτσι για να αντλήσουν οποιαδήποτε πληροφορία σχετικά με τον σεληνιακό ηφαιστειακό από τις γυάλινες χάντρες στο Chang’e-5, οι ερευνητές έπρεπε πρώτα να εντοπίσουν ποιες (αν υπήρχαν) από αυτές τις χάντρες δημιουργήθηκαν από ηφαιστειακή θερμότητα.

Το πρώτο βήμα ήταν η εξέταση των επιπέδων οξειδίου του μαγνησίου (MgO) των σφαιριδίων και της αναλογίας MgO προς οξείδιο του αργιλίου (Al₂Ο₃). Η εξέταση των δειγμάτων που ελήφθησαν από την αποστολή Apollo-16 διαπίστωσε ότι το ηφαιστειακό γυαλί έχει σχετικά υψηλά επίπεδα MgO και σχετικά υψηλή αναλογία MgO προς Al₂Ο_3. Μόνο 13 χάντρες πληρούσαν αυτά τα κριτήρια.

Ωστόσο, η εφημερίδα σημειώνει επίσης ότι αυτή η μέθοδος δεν είναι αλάνθαστη: «[Around] Το 3% των … προηγουμένως αναγνωρισμένων γυαλιών κρούσης στα δείγματα του Apollo έχουν επίσης αναλογίες που συνάδουν με ηφαιστειακή προέλευση». Στη συνέχεια, οι συγγραφείς προχώρησαν στην εξέταση της περιεκτικότητας του γυαλιού σε νικέλιο (Ni): το γυαλί που δημιουργείται από κρούσεις έχει σχετικά υψηλά επίπεδα Ni «εξαιτίας της ενσωμάτωσης υλικών κρουστικών ουσιών», ενώ το επίπεδο του ηφαιστειακού γυαλιού Ni συσχετίζεται με το επίπεδο MgO.

Μόλις εξαλειφθούν τα σφαιρίδια με υπερβολικά επίπεδα Ni, οι ερευνητές πραγματοποίησαν περισσότερες δοκιμές, αυτή τη φορά εξετάζοντας τη σύνθεση των ισοτόπων του θείου στο γυαλί. Όταν τελείωσαν, έμειναν με ακριβώς τρία ταπεινά κομμάτια γυαλιού, το καθένα λιγότερο από ένα χιλιοστό σε διάμετρο, από ένα αρχικό δείγμα περίπου 3.000.

Ωστόσο, αυτές οι τρεις χάντρες μπορεί κάλλιστα να ανατρέψουν την κατανόησή μας για την ιστορία του ηφαιστείου της Σελήνης. Οι ερευνητές τα χρονολόγησαν μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται χρονολόγηση με μόλυβδο ουρανίου και διαπίστωσαν ότι ήταν περίπου 120 εκατομμυρίων ετών, υπονοώντας ότι τα ηφαίστεια ήταν ενεργά στο φεγγάρι πριν από 120 εκατομμύρια χρόνια. Λαμβάνοντας υπόψη ότι προηγούμενα στοιχεία -συμπεριλαμβανομένων άλλων μελετών υλικού από το Chang’e-5- έχουν επιβεβαιώσει μόνο ότι ο ηφαιστειασμός στο φεγγάρι παρέμεινε μέχρι πριν από περίπου 2 δισεκατομμύρια χρόνια, αυτό το αποτέλεσμα εγείρει τόσα ερωτήματα όσες απαντά.

Η δημοσίευση θεωρεί ότι ο ηφαιστειογενής που δημιούργησε τις γυάλινες χάντρες θα μπορούσε να είχε προκληθεί από «ραδιογόνο θέρμανση, δημιουργώντας τοπικές θερμικές ανωμαλίες που προκαλούν[ed] μερική τήξη» του σεληνιακού μανδύα. Ωστόσο, καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι είναι τελικά «ασαφές πώς η Σελήνη θα μπορούσε να έχει παραμείνει ηφαιστειακά ενεργή σε τόσο αργό στάδιο». Φαίνεται ότι ο πιο κοντινός μας γείτονας θα κρέμεται από μερικά από τα μυστικά του για λίγο ακόμα.