Ślady gazów ziemskich znalezione w meteorytach księżycowych z Antarktydy

Skały księżycowe to nie tylko skały; gaz, który dostał się do środka, jest równie hipnotyzujący. Pierwszy ostateczny dowód na to, że Księżyc odziedziczył pierwiastki chemiczne z wnętrza Ziemi, pochodzi z nowych badań sześciu księżycowych meteorytów znalezionych na Antarktydzie. Potwierdza to pogląd, że najstarszy księżyc naszej planety, Age, narodził się, gdy coś wielkiego uderzyło w Ziemię w starożytnej historii, znanej również jako teoria wielkiego uderzenia.

Patricia Will zaobserwowała ślady helu i neonu – gazów szlachetnych, które niezwykle niechętnie łączą się z innymi pierwiastkami – w sześciu meteorytach księżycowych z kolekcji NASA na Antarktydzie podczas robienia doktoratu w ETH Zurich w Szwajcarii.

Skała wulkaniczna, z której powstają meteoryty, nazywana jest bazaltem, który szybko się ochłodził, gdy magma wypłynęła z wnętrza księżyca, a następnie szybko się ochłodziła. Podczas procesu chłodzenia w próbkach powstały drobinki szkła księżycowego, które zatrzymały chemiczne ślady gazów słonecznych. Szkło było osłonięte przed naładowanymi cząsteczkami, zarówno z ciągłego strumienia wiatru słonecznego, jak i przed cząsteczkami spoza Układu Słonecznego, znanymi jako promieniowanie kosmiczne, przez kolejne warstwy skał, które je otaczały. Naukowcy doszli do wniosku, że dzięki tej izolacji można zidentyfikować gazy uwięzione w środku.

Naukowcy wykorzystali spektrometr masowy gazu obojętnego, nazwany Tom Dooley od piosenki Grateful Dead, aby wykryć ślady helu i neonu w meteorytach. (Spektrometry masowe segregują próbki według wagi.) „Znalezienie gazów słonecznych po raz pierwszy w bazaltowych materiałach księżycowych, które nie były związane z żadnym uderzeniem z powierzchni Księżyca, było tak fantastycznym odkryciem” – dodał Will w oświadczeniu.

Według tego badania Księżyc powstał w wyniku ogromnego uderzenia. Prace mogą również posłużyć jako mapa drogowa badania powstawania planet skalistych w Układzie Słonecznym. Według jednej z wersji hipotezy gigantycznego uderzenia protoplaneta o nazwie Theia zderzyła się z Ziemią 4,5 miliarda lat temu, około 60 milionów lat po uformowaniu się samej planety.

Wyrzucanie materii z wnętrza Ziemi, która mogłaby pozostać na orbicie i połączyć się z innym ciałem, zamiast opadać na naszą nowo narodzoną planetę, musiało być naprawdę dramatyczne. Księżyc, który jest lekki i nie zawiera znacznej ilości żelaza w swojej strukturze, jest jednym z przykładów dowodów potwierdzających tę teorię. Według innych danych wspierających ten pomysł, około 30% masy Ziemi zawiera się w bogatym w żelazo jądrze. Skały płaszcza Księżyca są również porównywalne pod względem składu do ziemskich i różnią się pod wieloma względami od meteorytów marsjańskich.

Aby przeprowadzić badanie, naukowcy potrzebowali mniejszej ekspozycji. Księżyc jest nieustannie bombardowany przez asteroidy, ponieważ nie ma gęstej atmosfery, jak na Ziemi, do spalania skał kosmicznych. Najprawdopodobniej było to zderzenie wysokoenergetycznej asteroidy z powierzchnią Księżyca, w wyniku którego z głębin znacznego strumienia lawy powstały fragmenty skał, które następnie spadły na Ziemię w postaci meteorytów. Naukowcy zauważyli ciemne skały kosmiczne na olśniewającym białym tle Antarktydy, co wskazuje, że pochodzą one z innego miejsca w naszym Układzie Słonecznym.

Naukowcy mają nadzieję, że wyniki badania pomogą naukowcom lepiej zrozumieć więcej niż tylko Księżyc, ponieważ obecne szacunki zostały ograniczone do kilku z 70 000 meteorytów NASA. „Jestem bardzo optymistyczny, że nastąpi pośpiech z analizą ciężkich gazów szlachetnych i izotopów w materiałach meteorytowych” – powiedział Henner Busemann, geochemik z ETH Zurich. Uważa, że ​​w wyniku tych prac naukowcy wkrótce zaczną szukać w meteorach innych gazów szlachetnych, takich jak ksenon i krypton.

„Chociaż takie gazy nie są niezbędne do życia, byłoby interesujące wiedzieć, w jaki sposób niektóre z tych szlachetnych gazów przetrwały straszną i burzliwą formację Księżyca” – dodał Busemann. „Takie informacje mogą pomóc geochemikom i geofizykom w opracowaniu nowych modeli wyjaśniających, w jaki sposób te najbardziej lotne materiały mogą przetrwać formowanie się planet w naszym Układzie Słonecznym i poza nim”.