Ny undersøgelse komplicerer teorien om, at ældgammel nedslag gennemborede måneskorpen

Månens største og ældste nedslagskrater har sandsynligvis ikke mineraler fra under måneskorpen på overfladen, komplicerer en teori om, at en gammel massiv nedslagsbegivenhed gennemborede Måneskorpen under kraterets dannelse, finder en ny undersøgelse.

En undersøgelse offentliggjort tidligere i år analyserede den måde, månens materialer reflekterer lys for at bestemme, at et bassindannende nedslag, der dannede et gammelt massivt krater, Sydpolen-Aitken-bassinet, fik mineraler fra dybt inde i Månens kappe til at sprænge Månens overflade. Hvis kappematerialer brød måneskorpen, at studere dem kunne give væsentlige spor om Månens historie.

Nu, ny forskning i AGU-tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve genundersøgte de samme data, erhvervet af det kinesiske rumfartøj Chang'E 4's rover, som landede i krateret i januar 2019. Den nye undersøgelse finder, at kraterets skorpe hovedsageligt består af et almindeligt måneskorpemineral, der ikke er fundet i tidligere analyser. De nye resultater tyder på, at bassinbunden muligvis ikke har blotlagt månekappemateriale som tidligere rapporteret.

"Vi ser ikke kappematerialerne på landingsstedet som forventet, " sagde Hao Zhang, en planetarisk videnskabsmand ved China University of Geosciences, Wuhan, Kina, og medforfatter til det nye studie.

Den nye undersøgelse komplicerer teorier om, hvordan de ældste, det største krater på månen dannet, tilføjelse til mængden af ​​viden om Månens historie.

Datering af Sydpolen-Aitken-bassinet

Sydpolen-Aitken-bassinet betragtes som et af de største kratere i solsystemet og det ældste på Månen. Kummen er 2, 500 kilometer (1, 553 miles) i diameter og løber omkring 13 kilometer (8 miles) dybt. Bassinet ligger på Månens anden side, det gådefulde område, der vender væk fra Jorden. Det var uberørt indtil Chang'E 4's landing i krateret i januar 2019.

Selvom videnskabsmænd ikke radiometrisk har dateret bassinets alder endnu, nogle skøn placerer dens dannelse for 4,2 milliarder år siden.

Forskere teoretiserede, at den sydpol-Aitken-bassindannende begivenhed sprængte måneskorpen, på grund af hvor dybt bassinet er i dag. Topografiske kort fra skorpe anslår, at skorpen kun strækker sig 30 kilometer (19 miles) under krateret, hvorimod resten af ​​måneskorpen i gennemsnit er 40 kilometer (25 miles) tyk.

Månen var engang dækket af smeltede magmahave. Over tid, disse afkøles og adskilles i skorpe- og kappelag, der er kendetegnet ved mange egenskaber, herunder deres mineralsammensætning. Clinopyroxen, ortopyroxen, og olivin er alle mineraler forbundet med Månens kappe. De optræder af og til på Månens overflade, men store koncentrationer af dem i en region kunne signalere, at kappen engang punkterede skorpen.

Test af skorpesammensætningen

Spektroskopi er studiet af, hvordan stof interagerer med lys. Mineraler absorberer specifikke bølgelængder af lys og farve, hvilket giver dem unikke signaturer. Astrofysikere udfører forskellige typer spektroskopi for at bestemme sammensætningen og koncentrationen af ​​forskellige materialer på planetariske legemer og deres områder, baseret på disse unikke signaturer.

Tidligere forskning offentliggjort i maj i tidsskriftet Natur fundet koncentrationer af clinopyroxen, ortopyroxen, og olivin i krateret - mængder høje nok til tilsyneladende at bekræfte teorien om, at kappen engang havde brudt skorpen. Det Natur undersøgelse analyserede spektroskopiske jorddata fra Chang'E 4 og behandlede dataene ved hjælp af en række funktioner. Denne proces gjorde det muligt for dem at identificere det matematisk bedst passende mineral til hvers spektresammensætninger.

Zhang og hans kolleger analyserede også spektroskopiske data erhvervet af instrumenter på Chang'E 4's rover, efter at rumfartøjet landede i krateret. De brugte en teknik, der sammenlignede roverens dokumenterede refleksioner af lys og farve fra månens overflade med en database med kendte mineraler. Databasen redegjorde for mineralernes partikelstørrelse, hvordan mineralerne interagerer med lys, og hvordan de reagerer på rumforvitring - ændringer i jordoverfladen forårsaget af solvindbestråling og bombardement fra bittesmå partikler, som Månens overflade oplever.

Denne anderledes proces gjorde det muligt for forskerne at detektere og måle mængden af ​​plagioklas i krateret. Plagioklas er et mineral skabt af kølende lava. Det er også en af ​​de mest almindelige sten på Månens overflade. Resultaterne viste, at plagioklas udgjorde 56-72% af kraterets sammensætning, hvilket gør det til størstedelen af ​​mineralet. Den høje koncentration af plagioklas tyder på, at måneskorpen ikke blev gennemboret af et gammelt nedslag.

Den nye undersøgelse fandt også, at landingsstedet på krateret havde koncentrationer på 9-28% orthopyroxen, 4-19% clinopyroxen, og 2-12% olivin. Selvom de tre mineraler er i bassinet, de er ikke til stede i høje nok mængder til at bevise en påvirkningsbegivenhed, når skorpen brød, ifølge undersøgelsens forfattere.

Den nye undersøgelse komplicerer sikkerheden for tidligere fund og peger mod et behov for fortsat forskning på den anden sides måneoverflade, ifølge Zhang.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af jord- og rumvidenskabsblogs, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.