Prošle su godine znanstvenici još jednom pogledali seizmičke podatke prikupljene eksperimentima iz Apollove ere i otkrili da je donji plašt Mjeseca, dio u blizini granice jezgrenog plašta, djelomično rastopljen (npr., Apollo Data Retooled kako bi pružili precizna očitanja o Mjesečevim mjesecima Core, svemirski magazin, 6. siječnja 2011). Njihova otkrića ukazuju na to da najnižih 150 km plašta sadrži negdje 5 do 30% tekuće taline. Na Zemlji, ovo bi bilo dovoljno da se rastopi od krutine, digne se i izbije na površinu. Znamo da je Mjesec u prošlosti imao vulkanizam. Dakle, zašto ova lunarna talina danas ne izbija na površini? Nova eksperimentalna ispitivanja na simuliranim uzorcima mjeseca mogu dati odgovore.
Sumnja se da su trenutne lunarne magme previše guste, u usporedbi s njihovim okolnim stijenama, da bi se izdizale na površinu. Baš kao što je ulje na vodi, manje guste magme plutaju i prodirat će iznad čvrste stijene. Ali, ako je magma previše gusta, ostat će tamo gdje jest ili čak potonuti.
Motiviran ovom mogućnošću, međunarodni tim znanstvenika, predvođen Mirjam van Kan Parker sa Sveučilišta VU Amsterdam, proučavao je karakter lunarnih magma. Njihova otkrića, koja su nedavno objavljena u časopisu Nature Nature Geoscience, pokazuju da lunarne magme imaju raspon gustoće koja ovisi o njihovom sastavu.
Gospođa Van Kan Parker i njezin tim istisnuli su i zagrijavali rastopljene uzorke magme, a zatim upotrijebili tehnike apsorpcije rendgenskih zraka za određivanje gustoće materijala u rasponu tlaka i temperatura. U njihovim studijama korišteni su simulirani mjesečevi materijali jer se uzorci luna smatraju previše vrijednim za takvu destruktivnu analizu. Njihovi simulatori modelirali su sastav zelenih vulkanskih naočala Apollo 15 (koji imaju sadržaj titana 0,23 tež.%) I crnih vulkanskih naočala Apollo 14 (koji sadrže titan 16,4 mas.%).
Uzorci ovih simulatora bili su izloženi pritiscima do 1,7 GPa (atmosferski tlak na površini Zemlje je 101 kPa, ili 20 000 puta manji od onoga što je postignuto u tim eksperimentima). Međutim, pritisci u lunarnoj unutrašnjosti još su veći i prelaze 4,5 GPa. Dakle, računalni proračuni provedeni su kako bi se ekstrapolirali eksperimentalni rezultati.
Kombinirani rad pokazuje da, pri temperaturama i pritiscima koji se obično nalaze u donjem lunarnom omotaču, magme s niskim sadržajem titana (Apollo 15 zelene čaše) imaju gustoću manju od okolnog čvrstog materijala. To znači da su uzdignute, trebale bi se uzdići na površinu i eruptirati. S druge strane, otkriveno je da magme s visokim sadržajem titana (crne čaše Apollo 14) imaju gustoću koja su približno jednaka ili veća od okolnog čvrstog materijala. Ne bi se moglo očekivati da će se ovi podići i eruptirati.
Budući da Mjesec nema aktivnu vulkansku aktivnost, talina koja se trenutno nalazi na dnu lunarnog plašta mora imati visoku gustoću. I rezultati gđe van Kan Parker sugeriraju da se ta talina treba praviti od visokih titanovih magmi, poput one koja je tvorila crne naočale Apollo 14.
Ovaj je nalaz značajan, jer se smatra da se visoke titanske magme formiraju iz izvornih stijena bogatih titanom. Ove stijene predstavljaju ostatke koji su ostali u podnožju mjesečeve kore, nakon što su svi plutajući minerali plagioklaze (koji čine kore) istisnuti prema gore u globalnom magm oceanu. Budući da su guste, ove stijene bogate titanom brzo bi potonule do granice jezgrenog plašta u slučaju prevrtanja. Takav je preokret čak i pretpostavljen prije više od 15 godina. Ovi novi uzbudljivi rezultati daju eksperimentalnu podršku ovom modelu.
Očekuje se da će ove guste stijene bogate titanom sadržavati i mnogo radioaktivnih elemenata, koji imaju tendenciju da se zaostanu kada druge elemente preferirano preuzimaju mineralni kristali. Nastala radiogena toplina propadanjem ovih elemenata mogla bi objasniti zašto su dijelovi donjeg lunarnog plašta još uvijek vrući da bi se mogli rastopiti. Gđa Van Park Parker i njezin tim nadalje nagađaju da bi ova radiogena vrućina mogla pomoći i da se mjesečeva jezgra djelomično rastopi i danas!
izvori:
X-zrake osvjetljavaju unutrašnjost Mjeseca, Science Daily, 19. veljače 2012.
Neutralna uzgona titana bogata taljenjem nalazi se u dubokoj mjesečevoj unutrašnjosti, van Kan Parker i sur. Nature Geoscience, 19. veljače 2012., doi: 10.1038 / NGEO1402.
