Фрагменти скель розкривають момент, коли Місяць став твердим

23 лютого 2025 р. 16:33

23 лютого 2025 р. 16:33

Яка історія ранньої історії нашого Місяця? Незважаючи на все, що ми знаємо про наш найближчий природний супутник, вчені все ще з’ясовують фрагменти його історії. Нові вимірювання гірських порід, зібраних під час місій «Аполлон», тепер показують, що вони затверділи приблизно 4,43 мільярда років тому. Виявляється, це приблизно той час, коли Земля стала придатним для життя світом.

Вчений Чиказького університету Ніколас Дофас і команда дослідників провели вимірювання. Вони розглядали різні пропорції елементів всередині місячних скель. Вони відкривають вікно в ранні епохи Місяця. Це почалося як повністю розплавлена ​​крапля після зіткнення двох ранніх тіл Сонячної системи. У міру охолодження та кристалізації розплавлений прото-Місяць розділився на шари. Згодом близько 99 відсотків місячного океану магми затверділо. Решта була унікальною залишковою рідиною під назвою KREEP. Ця абревіатура означає елементи калій (K), рідкоземельні елементи (REE) і фосфор (P).

Дофас і його команда проаналізували цей KREEP і виявили, що він утворився приблизно через 140 мільйонів років після народження Сонячної системи. Він знаходиться в скелях Аполлона, і вчені сподіваються знайти його у зразках із басейну Південного полюса-Ейткен. Це регіон, який згодом досліджуватимуть астронавти Artemis. Якщо аналіз підтвердить це, то це вказує на рівномірний розподіл шару KREEP по місячній поверхні.

Розуміння історії KREEP на Місяці

Підказки до остаточного «періоду охолодження» Місяця лежать у слабко радіоактивному рідкоземельному елементі під назвою «лютецій». З часом він розпадається, перетворюючись на гафній. У ранній Сонячній системі всі породи мали приблизно однакову кількість лютецію. Процес його розпаду допомагає визначити вік гірських порід, де він існує. Однак затвердіння Місяця та подальше формування резервуарів KREEP не призвели до великої кількості лютецію порівняно з іншими породами, створеними одночасно.

Отже, вчені хотіли виміряти пропорції лютецію та гафнію в місячних породах і порівняти їх з іншими тілами, створеними приблизно в той же час, наприклад, метеоритами. Це дозволить їм розрахувати більш точний час, коли KREEP сформувався на Місяці. Вони протестували крихітні зразки місячних порід і подивилися на співвідношення гафнію в вбудованих місячних цирконах. Завдяки цьому аналізу вони виявили, що вік гірських порід узгоджується з формуванням у багатому KREEP резервуарі. Цей вік узгоджується з утворенням резервуарів KREEP приблизно через 140 мільйонів років після народження Сонячної системи, або приблизно 4,43 мільярда років тому.

«Нам знадобилися роки, щоб розробити ці методи, але ми отримали дуже точну відповідь на питання, яке тривалий час було суперечливим», — сказав Дауфас.

Розміщення KREEP у перспективі

Цікаво, що результати команди показали, що кристалізація океану місячної магми відбулася під час бомбардування Місяця залишками планетних ембріонів і планетезималей. Ці об’єкти були «насінням» планет і Місяця, яке почалося після об’єднання Сонця приблизно 4,6 мільярда років тому. Те, що залишилося від утворення планет, продовжувало бити вже сформовані планети. Формування самого Місяця почалося приблизно через 60 мільйонів років після народження самої Сонячної системи. Найімовірнішою подією було зіткнення світу розміром з Марс під назвою Тея з новонародженою Землею. Це призвело до того, що розплавлене сміття потрапило в космос, і воно почало об’єднуватися, щоб утворити Місяць.

«Ми повинні уявити собі велику кулю магми, що плаває в космосі навколо Землі», — сказав Дауфас. Незабаром після цього ця куля почала остигати. Цей процес зрештою призвів до формування місячних шарів KREEP.

Дослідження розпаду лютецію до гафнію у зразках цих порід KREEP є великим кроком уперед у розумінні найдавнішої епохи місячної історії. Додаткові зразки гірських порід, привезені з басейну Південного полюса-Ейткен, допоможуть заповнити прогалини, що залишилися, і допоможуть дослідникам прояснити часову шкалу як охолодження місячної породи, так і подальшого створення таких родовищ гірських порід, як базальти Маре.

Ці шари породи утворилися, коли ударні елементи врізалися в поверхню Місяця, створивши потоки лави, які заповнили басейни удару. Кобила утворилася в результаті ударів пізніше в ранній історії Місяця, приблизно через 240 мільйонів років після зародження утворення Сонячної системи. Ці удари стимулювали потоки лави, які покрили менше 20 відсотків місячної поверхні та поглинули найстаріші поверхні.

Час — це все

Встановлення дати охолодження Місяця не тільки розповідає нам про історію Місяця, але й допомагає вченим зрозуміти еволюцію Землі. Це тому, що удар, який сформував Місяць, був, ймовірно, останнім великим ударом на Землю. Це цілком може знаменувати час, коли Земля, можливо, почне свою трансформацію в стабільний світ. Це важливий крок до того, щоб перетворитися на гостинне місце для життя.

«Ця знахідка добре узгоджується з іншими доказами – це чудове місце, щоб бути там, коли ми готуємося отримати більше знань про Місяць від місій Chang’e та Artemis», – сказав Дофас. «У нас є низка інших запитань, які чекають на відповідь».

Наука