Dínók a Földön, aktív vulkánok a Holdon?
(Rovat: Távoli világok kutatói, Kína a világűrben - 2024.09.15 07:15.)

A kínai holdprogram mintáinak elemzése során vulkáni eredetű üveggyöngyöket fedeztek fel a kutatók. Az igazi meglepetést a minták fiatal kora okozta.

Kínai kutatók egy olyan felfedezésről számoltak be, amely ha valóban helytálló, akár át is írhatja a Hold ismert geológiai történetét. A bejelentés szerint a Hold vulkanikusan aktív volt 125 millió évvel ezelőtt – geológiai időskálán mindössze egy szempillantással korábban.

Az eredmények a Csang’e-5 (Chang’e-5) küldetés által több mint három éve visszahozott holdminták elemzéséből származnak. Megcáfolják azokat a korábbi feltételezéseket, amelyek szerint a a Hold vulkánjai néhány milliárd éve kialudtak. A tanulmány, amelynek első szerzője Pi-Ven Vang (Bi-Wen Wang), a Kínai Tudományos Akadémia pekingi Geológiai és Geofizikai Intézetének munkatársa és társai, szeptember 6-án jelent meg a Science folyóiratban.

A Mairan T vulkán több mint 600 méter magasan emelkedik a Viharok óceána síksága fölé. (Kép: NASA / GSFC / Arizona State University)

A Csang'e-5 küldetés 2020. november 23-án indult, a leszállóegység 2020. december 1-jén landolt az Viharok óceánja (Oceanus Procellarum) északi régiójában. A felszín alatt 1 méter mélységből vett magmintát is beleértve, a szonda a gyűjtött anyaggal visszatért a Földre, és 2020. december 16-án szállt le Belső-Mongóliában. A szervizmodul visszatért az első olyan holdmintákkal, amelyeket az 1976-os szovjet Luna-24 küldetés óta vettek. Ráadásul a minta olyan régióból származik, amely északabbra van mind a Luna, mind az Apollo küldetések által visszaküldött minták kinyerési helyénél.

Az anyagminta elemzése során Wang és társai alaposan megvizsgáltak négy mintát, hogy elkülönítsenek körülbelül 3000 darab, 20–400 mikrométer méretű üveggyöngyöt, amelyeket a Hold felszíni mintájából és magmintájából nyertek ki. Az apró üvegrészecskék azonosítása és kezelése mikroszkopikus segítséget igényelt. A minták elemzését olyan fejlett technikákkal végezték el, mint az visszaaszórt elektron diffrakció. A gyöngyök többségét becsapódás során keletkezett üvegnek minősítették, ezeket egy meteor vagy aszteroida becsapódásának extrém hője hozta létre. A gyöngyök közül hármat azonban kémiai összetételük és kénizotópjaik alapján vulkáni eredetűként azonosítottak. A Csang’e-5 vulkáni üvegének elemi felépítése is nagyon hasonlít az Apollo űrhajósai által felfedezett vulkáni üvegéhez.

Döntő jelentősége volt az urán-ólom kormeghatározásnak, amely azt mutatta, hogy a három vulkáni üveggyöngy mindössze 123 millió éves (±15 millió év). A tórium és a ritkaföldfém elemek nagy mennyisége azt sugallja, hogy a közelmúltban bekövetkezett vulkanizmus a holdköpeny hőtermelő elemeivel volt összefüggésben.

A vulkáni üveg fiatal kora igen meglepő, és az ebből levont következtetés, miszerint a Hold mindössze kb. 125 millió évvel ezelőtt vulkanikusan aktív volt, lenyűgöző eredmény. A 125 millió év a Hold 4,6 milliárd éves élettartamának mindössze 2,5 százaléka. A Hold idővonalának késői szakaszában a vulkanizmusra utaló jelek arra engednek következtetni, hogy a Hold lényegében kialakulása óta vulkanikusan aktív volt. Valójában a Csang’e-5 eredményei azt mutatják, hogy a Holdon vulkánok fortyogtak, mialatt a Földön a dinoszauruszok uralkodtak.

A kitartó munka, amely során 3000 becsapódásos üveggyöngy között felfedezték a három vulkáni gyöngyöt, olyan volt, mint három tűt megtalálni a szénakazalban.

A Wang és társai által elemzett kis mennyiségű holdtalajban 3000 üveggyöngyöt azonosítottak. (Kép: CNSA Kínai Nemzeti Űrügynökség)

A Csang’e-5 mintáinak elemzésével kapott új adat izgalmas megvilágításba helyezi azt a kérdést, hogy meddig volt vulkanikusan aktív a Hold. Az az elképzelés, hogy a fiatal Hold – röviddel a keletkezése után, mintegy 4,6 milliárd évvel ezelőtt – megolvadt, és globális magmaóceán borította, egyre nagyobb támogatást figyelmet kapott az indiai Pradján (Pragyan) holdjáró legújabb eredményei alapján. Az a rover egy éve bejárta a déli-sarki régiót. A ma már elfogadott globális magmaóceán és a Holdon zajló valódi vulkáni tevékenység azonban két különböző geológiai esemény. Egy zavarba ejtő kérdés maradt: meddig volt vulkanikusan aktív a Hold?

A korábban visszahozott holdminták elemzése 4,4 milliárd évvel korábbi vulkáni tevékenységre utal. Még a Hold szabad szemmel történő megtekintése is ősi vulkanizmus nyomait őrzi. Az „ember a Holdban” arcát az alacsonyan fekvő becsapódási medencékben elhelyezkedő sötét vulkáni bazaltsíkságok alkották. A bolygókutatók most úgy gondolják, hogy ezek a bazaltrétegek valamikor 3 és 3,8 milliárd évvel ezelőtt, egy közel milliárd éves időskálájú nagy vulkáni aktivitású időszak során rakódtak le.

A Holdról sokáig azt feltételezték, hogy vulkanikusan inaktív volt az elmúlt néhány milliárd évben. A csillagászok azonban újabb vulkanizmusra utaló nyomokat fedeztek fel: szabálytalan mare foltok (irregular mare patches, IMP), amelyek kráterszáma 100 millió évnél fiatalabb kort sejtet, valamint hamulerakódások a vulkáni kürtők körül, például az Alphonsus-kráter belső peremén. Az északi Viharok óceánja területéről kinyert Csang’e-5 minták elemzése laboratóriumi bizonyítékokat szolgáltat arra vonatkozóan, hogy geológiai szempontból még a közelmúltban is vulkáni tevékenység volt jelen a Holdon.

A Hold mérete kisebb, mint a Földé, ezért létrejötte után szükségképpen gyorsabban hűlt le, mint bolygónk. A Csang’e-5 mintáinak elemzése azonban azt mutatja, hogy a Hold nem különbözik annyira a Földtől, amely vulkanikusan mindmáig aktív maradt. Ez felveti a kérdést, hogy a Hold még ma is termel-e magmát. A belső radioaktív elemek továbbra is elegendő hőt tudnak-e biztosítani ahhoz, hogy a magmakamrák még mindig létezzenek a Hold köpenyének mélyén? Modellezésekre lesz szükség a kérdések részletesebb vizsgálatához. A 20. század közepén kezdődött aktív holdkutatás után a Hold a 21. században lassan felfedi titkait. A Csang'e-5 által kinyert lenyűgöző, 125 millió éves vulkáni üveg kijelöli az egyik fő kutatási irányt a Hold jövőbeli geológiai vizsgálatához.