Har jordens ilt rustet månen i milliarder af år?

Til overraskelse for mange planetariske videnskabsmænd, det oxiderede jernmineral hæmatit er blevet opdaget på høje breddegrader på Månen, ifølge en undersøgelse offentliggjort i dag i Videnskabens fremskridt ledet af Shuai Li, assisterende forsker ved Hawai'i Institute of Geophysics and Planetology (HIGP) i UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).

Jern er meget reaktivt med ilt - danner rødlig rust, der almindeligvis ses på Jorden. Månens overflade og indre, imidlertid, er praktisk talt iltfattige, så uberørt metallisk jern er udbredt på Månen, og stærkt oxideret jern er ikke blevet bekræftet i prøver returneret fra Apollo-missionerne. Ud over, brint i solvinden sprænger månens overflade, som virker i modsætning til oxidation. Så, tilstedeværelsen af ​​stærkt oxiderede jernholdige mineraler, såsom hæmatit, på månen er en uventet opdagelse.

"Vores hypotese er, at månens hæmatit dannes gennem oxidation af månens overfladejern af ilten fra Jordens øvre atmosfære, der kontinuerligt er blevet blæst til månens overflade af solvinden, når Månen er i Jordens magnetohale i løbet af de sidste flere milliarder år, " sagde Li.

For at gøre denne opdagelse, Li, HIGP-professor Paul Lucey og medforfattere fra NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) og andre steder analyserede de hyperspektrale reflektansdata erhvervet af Moon Mineralogy Mapper (M3) designet af NASA JPL ombord på Indiens Chandrayaan-1-mission.

Denne nye forskning er inspireret af Lis tidligere opdagelse af vandis i Månens polarområder i 2018.

"Da jeg undersøgte M3-dataene i polarområderne, Jeg fandt ud af, at nogle spektrale træk og mønstre er forskellige fra dem, vi ser på de lavere breddegrader eller Apollo-prøverne, " sagde Li. "Jeg var nysgerrig efter, om det er muligt, at der er vand-sten reaktioner på Månen. Efter måneders efterforskning, Jeg fandt ud af, at jeg så signaturen af ​​hæmatit."

Holdet fandt, at de steder, hvor hæmatit er til stede, er stærkt korreleret med vandindholdet på høj breddegrad Li og andre fundet tidligere og er mere koncentreret på nærsiden, som altid vender mod Jorden.

"Mere hæmatit på månens nærside antydede, at det kan være relateret til Jorden, " sagde Li. "Dette mindede mig om en opdagelse fra den japanske Kaguya-mission om, at ilt fra Jordens øvre atmosfære kan blæses til månens overflade af solvinden, når Månen er i Jordens magnetohale. Så, Jordens atmosfæriske oxygen kan være den vigtigste oxidant til at producere hæmatit. Vand og interplanetarisk støvpåvirkning kan også have spillet kritiske roller"

"Interessant nok, hæmatit er ikke absolut fraværende fra den fjerne side af Månen, hvor Jordens ilt måske aldrig har nået, selvom der blev set meget færre eksponeringer, " sagde Li. "Den lille mængde vand ( <~0,1 vægt%) observeret på månens høje breddegrader kan have været væsentligt involveret i hæmatitdannelsesprocessen på månens fjernside, hvilket har vigtige implikationer for fortolkning af den observerede hæmatit på nogle vandfattige S-type asteroider."

"Denne opdagelse vil omforme vores viden om Månens polarområder, " sagde Li. "Jorden kan have spillet en vigtig rolle på udviklingen af ​​Månens overflade."

Forskerholdet håber, at NASAs ARTEMIS-missioner kan returnere hæmatitprøver fra polarområderne. De kemiske signaturer af disse prøver kan bekræfte deres hypotese om, hvorvidt månens hæmatit er oxideret af Jordens ilt og kan hjælpe med at afsløre udviklingen af ​​Jordens atmosfære i de seneste milliarder af år.