00:42 01 Październik 2020
Nauka I tech
Krótki link
0 70
Subskrybuj nas na

Indyjska sonda kosmiczna Chandrayaan-1 odkryła na Księżycu nagromadzenie hematytu, minerału, który powstaje tylko w obecności tlenu i wody. W jaki sposób substancja tam się znalazła?

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Science Advances”, naukowcy rozważają możliwe opcje pojawienia się tego podobnego do rdzy tworu mineralnego na powierzchni satelity Ziemi.

W 2008 roku spektrometr Moon Mineralogy Mapper (M3) na pokładzie Chandrayaan-1 znalazł na Księżycu wodę w postaci lodu w regionach polarnych.

Teraz, podczas dekodowania danych z tego urządzenia, które zostało zaprojektowane przez NASA, amerykańscy naukowcy z Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL) dostrzegli linie widmowe odpowiadające tlenkom żelaza (Fe2O3).

Hematyt jest powszechnym produktem utleniania skał zawierających żelazo, rozpowszechnionym na Ziemi, Marsie i niektórych asteroidach. To „zardzewiałe” tlenki żelaza nadają Czerwonej Planecie jej odcień. Ale na Księżycu, gdzie nie ma tlenu i wody w stanie ciekłym, hematyt teoretycznie nie powinien występować.

Ponadto powierzchnia Księżyca jest nieustannie bombardowana cząsteczkami wiatru słonecznego, który zawiera wodór – najsilniejszy środek redukujący. A do tworzenia hematytu potrzebne jest środowisko utleniające. Ziemia jest chroniona przed wiatrem słonecznym przez pole magnetyczne, ale Księżyc nie.

Wszystko zaczęło się od wody

„Na początku w ogóle w to nie wierzyłam. Hematyt, biorąc pod uwagę warunki, nie powinien tworzyć się na Księżycu” – powiedziała jedna z autorek publikacji Abigail Fraeman, cytowana w komunikacie prasowym Laboratorium Napędu Odrzutowego.

Ale odkąd odkryliśmy wodę na Księżycu, zaczęliśmy przypuszczać, że może być tam większa różnorodność minerałów, gdyby ta woda weszła w reakcje ze skałami księżycowymi

– dodała.

Widma M3 pokazują, że bieguny księżyca mają zupełnie inny skład niż reszta naturalnego satelity Ziemi. Naukowcy sugerują, że woda reaguje ze skałami, tworząc wiele minerałów, których nie było w próbkach gleby księżycowej, które kiedyś sprowadzono na Ziemię.

Autorzy artykułu opisują model, który wyjaśnia, w jaki sposób żelazna rdza mogła powstać w środowisku księżycowym. Źródłem tlenu, zdaniem naukowców, była atmosfera ziemska. W 2007 roku japoński sztuczny satelita Księżyca Kaguya odkrył, że tlen z górnych warstw atmosfery Ziemi może podróżować „za ogonem magnetosfery”, docierając na Księżyc.

Jest to zgodne z danymi M3 wskazującymi na więcej hematytu po bliższej Ziemi stronie Księżyca. Ponadto, jak piszą autorzy artykułu, Księżyc z czasem stopniowo oddala się od Ziemi, a kilka miliardów lat temu, gdy obie planety były bliżej siebie, do powierzchni Księżyca dotarło więcej tlenu.

Według naukowców ta sama magnetosfera Ziemi częściowo chroni przed wiatrem słonecznym. Obliczenia pokazują, że w pewnych okresach orbitalnych Księżyca ziemskie pole magnetyczne blokuje do 99% promieniowania jonizującego pochodzącego ze Słońca.

Pozostaje woda. Autorzy publikacji przyznają, że lód wodny na biegunach nie wystarczy do wyjaśnienia „tajemnicy hematytu”, ponieważ ten tlenek żelaza został odkryty, także daleko poza skupiskami lodu. Dlatego proponują inną wersję - kosmiczny pył osiadający na powierzchni księżyca.

Sam może przenosić cząsteczki wody, a także ułatwiać ich uwalnianie ze skał księżycowych podczas interakcji uderzeniowych. Ponadto ciepło z tych uderzeń zwiększa szybkość utleniania.

Zdaniem badaczy w najbardziej odpowiednim momencie, kiedy Księżyc był chroniony przed wiatrem słonecznym przez „ogon” ziemskiej magnetosfery, dostarczający tlen, na jego powierzchnię bombardowaną przez cząstki kosmicznego pyłu, mogła zajść reakcja utleniania żelaza z tworzeniem się rdzy mineralnej.

Eksperymenty potwierdzają

Tlenek żelaza, lepiej znany jako rdza, mógł pojawić się na Księżycu w wyniku upadku na jego powierzchnię meteorytów żelaznych oraz wpływu na cząsteczki żelaza wodoru słonecznego i tlenu ziemskiego z górnych warstw atmosfery – powiedział w rozmowie ze Sputnikiem Jewgienij Sluta, kierownik laboratorium geochemii Księżyca i planet w Instytucie Geochemii i Chemii Analitycznej Rosyjskiej Akademii Nauk.

Nanofazy żelaza w księżycowym regolicie powstają w wyniku uderzenia meteorytu, topnienia i odzysku ciepła pod wpływem fali uderzeniowej. Przeprowadziliśmy w instytucie taki eksperyment, uzyskaliśmy i udowodniliśmy to. Następnie nanofazowe żelazo pod wpływem wodoru i tlenu ziemnego zaczyna się stopniowo utleniać przez miliony lat

- dodał.

Wyjaśnił też, skąd na Księżycu wzięła się woda i tlen potrzebne do utlenienia żelaza. Cząsteczki wody na powierzchni Księżyca pojawiają się w wyniku upadku komet, które mogą zawierać do 15% lodu, a także interakcji słonecznego wodoru i tlenu przyniesionych przez meteoryty. 90% cząsteczek wody ulega rozkładowi pod wpływem czynników kosmicznych, tego samego promieniowania ultrafioletowego, ale reszta przykleja się do cząsteczek gleby księżycowej.

„W rezultacie następuje stopniowe gromadzenie się wody” - powiedział Sluta.

Tlen jest zanoszony na Księżyc nie tylko przez komety i asteroidy, ale też jest wyrzucany przez wiatr słoneczny z górnych warstw ziemskiej atmosfery. Dzieje się to stopniowo przez setki milionów lat.

Rozumiemy ten proces. Zasługą naszych zagranicznych kolegów jest to, że odkryli ten tlenek, który jest tam obecny (na Księżycu - red.) w znikomych ilościach. Jeśli tak jest, to odkryli inny minerał obecny na Księżycu. Najwyraźniej taki proces ulega utlenianiu

- podsumował Sluta.

Zobacz również:

Powstało najwyraźniejsze zdjęcie Księżyca - foto
Zadziwiające odkrycie rzuca nowe światło na pochodzenie Księżyca
Księżyc „odmłodniał” o sto milionów lat
Tagi:
NASA, badania, woda, odkrycie, Księżyc
Standardy społecznościDyskusja
Komentarz przez SputnikKomentarz przez Facebook
  • Komentarz