Glasperler i månejord afslører ældgamle asteroidebombardementer på månen og jorden

I 2020 prøvede Kinas Chang'e 5-mission mere end et kilo månesten og jord og bragte det tilbage til Jorden. Prøverne indeholder utallige bittesmå glasperler, der er skabt, da asteroider ramte månen og sprøjtede dråber af smeltet sten ud omkring nedslagsstedet.

Vi har analyseret disse glasperler og nedslagskraterne i nærheden af, hvor de blev fundet, meget detaljeret. Vores resultater, offentliggjort i Science Advances , afslører nye detaljer om historien om asteroider, der har ramt månen i løbet af de sidste 2 milliarder år.

Især fandt vi spor af flere bølger af nedslag, der fandt sted på samme tidspunkter som nedslag på Jorden – inklusive Chicxulub-nedslaget for 66 millioner år siden, der førte til dinosaurernes udryddelse.

Milliarder af år med rumsten

Den ødelæggende kraft af meteoritnedslag er blevet set gennem menneskehedens historie. Den nyligt bemærkelsesværdige begivenhed fra 2013, den spektakulære Chelyabinsk-meteor, der sårede hundredvis af mennesker, var en relativt lille hændelse sammenlignet med historiske nedslag.

Påvirkninger af forskellige skalaer er sket gennem Jordens lange geologiske historie. Kun omkring 200 nedslagskratere er blevet fundet rundt om i verden, fordi erosion og geologisk aktivitet konstant ændrer vores planets overflade og sletter beviser for tidligere påvirkninger.

På månen, hvor nedslagskratere ikke forsvinder, er flere hundrede millioner genkendelige. Det er ikke svært at forestille sig, at Jorden oplevede en lignende svimlende spærreild af projektiler tidligt i sit liv.

Efterhånden som solsystemet udviklede sig i løbet af de sidste 4,5 milliarder år, faldt antallet af asteroider eksponentielt over tid, da rummets sten blev fejet op af Jorden og de andre planeter.

Imidlertid forbliver detaljerne i denne proces uklare. Var der et jævnt henfald over tid i antallet af nedslag på Jorden, månen og andre planeter i solsystemet? Er der perioder, hvor kollisioner blev hyppigere på denne generelle baggrund af tilbagegang? Er der mulighed for, at kollisioner pludselig kan stige i fremtiden?

Stænket glas

Det bedste tilgængelige sted at søge efter svar er månen, og de bedste tilgængelige prøver er månejord – ligesom dem, Chang'e 5 bragte hjem.

Månejord indeholder sfæriske dråber af størknet smelte (glas) med størrelser fra nogle få millimeter til mindre end en millimeter. Disse dråber dannes under højhastighedspåvirkninger, der smelter målklippen.

De smeltede dråber kan sprøjte ud i ti eller muligvis hundreder af kilometer rundt om nedslagskrateret.

Ved at analysere den kemiske sammensætning og radioaktivitet af disse dråber kan vi bestemme, hvor gamle de er. Dråbernes alder giver os så en indikation af, hvornår disse påvirkninger skete på månen.

Hver månens jordprøve ser ud til at registrere flere påvirkninger. Påvirkningernes alder er spredt over de sidste ~4 milliarder år, hvor den yngste kun er et par millioner år gammel.

Et simpelt landingssted

Chang'e 5 landede på et sted med en relativt simpel geologisk historie sammenlignet med andre steder på månen, hvor prøver er blevet indsamlet.

Landingsstedet er midt på et stort basaltisk plateau næsten 400 kilometer på tværs. Plateauet er "kun" 2 milliarder år gammelt, hvilket er ungt i forhold til måneskorpens alder generelt.

Dette betyder, at sidens historie er kortere og nemmere at optrevle. Dette gjorde det lettere at identificere dråber, der stammer fra nærliggende påvirkninger, samt fortolkning af kemiske og kronologiske data via satellitbilleder af den omgivende måneoverflade.

We combined this interpretation with modeling of how the droplets would have formed and splashed out in impacts of different sizes.

It appears that glass droplets can be transported for 20 to 100 kilometers from the site of impacts, even when the impact leaves a crater only 100 meters across. Models also indicate that impacts forming craters more than 1 kilometer across are more efficient in producing the droplets.

All this information combined helped to initiate the search for specific impact craters responsible for the production of glasses extracted from the sample.

Crater hunting

The basaltic plateau surrounding Chang'e 5's landing site contains more than 100,000 craters over 100 meters in size. Matching glass droplets with their crater of origin is a probability game, though the odds are a little better than winning the lottery.

We can say some of the craters are likely to be the source of some of the glass droplets in the sample. Nevertheless, this matching led to another important outcome.

Previous studies had found the distribution of ages of glass droplets in the individual soil samples is uneven. There are periods in the timeline with large numbers of droplets and periods with few to none.

Our analysis of glass in the Chang'e 5 samples and our attempts to link them to specific craters confirms a variation in impact rate through time.

In addition, the ages of the periods identified from these droplets appear to be similar to those visible in a number of existing meteorite groups originating in the asteroid belt. These meteorite groups may be the results of ancient collisions within the asteroid belt.

One of these cluster ages also coincides with the dinosaur extinction. Our study did not examine this in detail, but this coincidence may indicate that, for reasons yet unknown, there are periods when regular orbits of small bodies in the solar system destabilize and head into orbits where they may hit the Earth or moon.

Taken together, these ages suggest there may have been periods of time over Earth's history when collisions increased throughout the inner solar system. This means Earth could have also experienced periods when rate of impacts was higher than usual—and that similar increases are possible in the future.

How would such an increase affect the evolution of life on the planet? That remains a mystery. + Explore further

Lunar glass shows moon asteroid impacts mirrored on Earth

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.