Prije pedeset godina NASA i sovjetski svemirski program izveli su prve misije vraćanja uzoraka s Mjeseca. To uključuje lunarno kamenje koje su na Zemlju donijeli astronauti Apolla i ono dobiveno robotskim misijama koje su bile dio sovjetskog programa Luna. 

Analiza ovih stijena otkrila je mnogo o Mjesečevom sastavu, formiranju i geološkoj povijesti. Konkretno, znanstvenici su zaključili da su stijene nastale vulkanskim erupcijama prije više od 3 milijarde godina. 

Posljednjih godina došlo je do ponovnog oživljavanja istraživanja Mjeseca jer su NASA i druge svemirske agencije slale robotske misije na Mjesec, kao pripreme za misije s posadom. 

Na primjer, Kina je poslala više orbitera, lendera i rovera na Mjesec kao dio programa Chang'e, uključujući misije vraćanja uzoraka. 

Nova studija koju su vodili planetarni znanstvenici s Kineske akademije znanosti (CAS) analizirala je uzorke dobivene roverom Chang'e-5 koji datiraju prije 2 milijarde godina. 

Novo istraživanje 

Njihovo bi istraživanje moglo pružiti vrijedan uvid u to kako je mladi vulkanizam oblikovao mjesečevu površinu. 

Istraživanje je proveo tim s Instituta za geologiju i geofiziku Kineske akademije znanosti (IGGCAS), predvođen Su Binom, Yuan Jiangyanom i Chen Yijem – članovima IGGCAS Laboratorija za evoluciju litosfere i fiziku Zemlje i planeta. 

Pridružili su im se istraživači s Instituta za lunarnu i planetarnu znanost (LPSI) na Sveučilištu Nanjing i CAS-ovog Centra za izvrsnost u komparativnoj planetologiji. Rad koji opisuje njihova otkrića pojavio se u časopisu Science Advances 21. Listopada, prenosi Science Alert. 

Na temelju uzoraka vraćenih iz misija Apollo i Luna, znanstvenici su postavili teoriju da je Mjesec bio geološki mrtav posljednje 3 milijarde godina. 

Međutim, novi uzorci lunarnog kamenja dobiveni misijom Chang'e-5 (i vraćeni na Zemlju 2021.) bili su stari samo 2 milijarde godina, što ukazuje da se vulkanska aktivnost dogodila barem milijardu godina dulje nego što se ranije očekivalo. 

Kao malo stjenovito tijelo, toplina koja je poticala vulkanizam na Mjesecu trebala je biti izgubljena mnogo prije nego što je došlo do ovih erupcija. 

Kako su došli do rezultata 

Ranije su znanstvenici nagađali da je kasni stadij vulkanizma mogao biti potaknut povišenim sadržajem vode ili raspadom radioaktivnih elemenata u mjesečevom plaštu. Međutim, mnoge analize provedene na uzorcima dobivenim roverom Chang'e-5 isključile su ovaj konsenzus. 

Na temelju svoje analize, istraživači CAS-a otkrili su da su minerali s niskim talištem u plaštu mogli dopustiti kompresiju, što je dovelo do mladog vulkanizma. Prof. Chen je objasnio u nedavnoj izjavi CAS-a: 

"Nedavno topljenje Mjesečevog plašta može se postići podizanjem temperature ili snižavanjem tališta", rekao je. "Da bismo bolje razumjeli ovaj problem, trebali bismo procijeniti temperaturu i tlak u kojima je nastao mladi vulkanizam". 

Za svoju analizu, tim CAS-a proveo je niz simulacija frakcijske kristalizacije i topljenja lunarnog plašta koje su usporedile 27 bazaltnih klasta koje je dobila misija Chang'e-5 s onima koje je vratila misija Apollo. 

Otkrili su da mladi uzorci magme imaju veće koncentracije kalcijevog oksida i titanovog oksida nego stariji uzorci Apollo magme. 

Prisutnost ovih minerala, koji se lakše tope nego raniji mineralni kumulati u Mjesečevom plaštu, znači da bi vulkanizam bio gravitacijski pokretan i uzrokovao prevrtanje materijala u plaštu. 

Slično istraživanje i na Marsu 

Njihova analiza otkrila je da se kompresija plašta mogla dogoditi na sličnim dubinama, ali pod nižim temperaturama koje bi ipak proizvele vulkane. 

Ovo istraživanje ne razlikuje se od onoga što su planetarni znanstvenici naučili o Marsu posljednjih godina. Prije nekoliko milijardi godina, crveni planet imao je tisuće erupcija na svojoj površini, od kojih su neke rezultirale najvećim vulkanima u Sunčevom sustavu, kao što je Olympus Mons. 

Znanstvenici su sumnjali da je Mars postao geološki mrtav kako se njegova unutrašnjost hladila. Ali nedavna otkrića pokazuju da još uvijek može biti ograničena vulkanska aktivnost. 

Ova studija predstavlja prvo održivo objašnjenje mladog vulkanizma na Mjesecu koje je kompatibilno s uzorcima koje je vratio rover Chang'e-5. 

Ova bi studija mogla poslužiti budućim planetarnim studijama termalne i geološke evolucije Mjeseca. 

Kao što je dr. Su naveo: "Ovo je fascinantan rezultat, koji ukazuje na značajan doprinos kumulata oceana lunarne magme u kasnom stadiju vulkanskoj formaciji Chang'e-5. Otkrili smo da je magma Chang'e-5 nastala na sličnim dubinama, ali 80 stupnjeva Celzijevih hladnija od starije Apollo magme. To znači da je mjesečev plašt doživio trajno, polagano hlađenje od 80 stupnjeva Celzijusa od nekih 3 milijarde godina do prije 2 milijarde godina."