Praėjusiais metais mokslininkai dar kartą pažvelgė į seisminius duomenis, surinktus remiantis „Apollo“ eros eksperimentais, ir atrado, kad apatinė Mėnulio mantija, dalis, esanti šalia šerdies ir mantijos ribos, yra iš dalies išlydyta (pvz., „Apollo Data Retooled“ pateikia tikslius Mėnulio rodmenis). „Core“, „Space Magazine“, 2011 m. Sausio 6 d.). Jų išvados rodo, kad žemiausiame 150 km mantijos kilimyje yra 5–30% skysto lydalo. Žemėje to užtektų, kad ji atskirtųsi nuo kietos, pakiltų aukštyn ir išsiveržtų į paviršių. Mes žinome, kad Mėnulis praeityje turėjo vulkanizmą. Taigi, kodėl mėnulio lydalas šiandien neiškyla į paviršių? Atsakymus gali pateikti nauji eksperimentiniai mėnulio mėginių tyrimai.
Įtariama, kad dabartinės mėnulio magmos yra per tankios, palyginti su aplinkinėmis uolienomis, kad pakiltų į paviršių. Kaip ir aliejus ant vandens, mažiau tankios magmos plūduriuoja ir prasiskverbs virš kietos uolienos. Bet, jei magma yra per tanki, ji liks ten, kur yra, ar net nusės.
Pasinaudojusi šia galimybe, tarptautinė mokslininkų komanda, vadovaujama Mirjam van Kan Parker iš Amsterdamo VU universiteto, tyrė mėnulio magmų charakterį. Jų išvados, kurios neseniai buvo paskelbtos žurnale „Nature Geoscience“, rodo, kad mėnulio magmos turi įvairių tankių, priklausomų nuo jų sudėties.
Ponia van Kan Parker ir jos komanda išspaudė ir kaitino ištirpintus magmos mėginius, o tada naudojo rentgeno absorbcijos metodus, kad nustatytų medžiagos tankį esant įvairiems slėgiams ir temperatūroms. Jų tyrimuose buvo naudojamos imituotos mėnulio medžiagos, nes mėnulio mėginiai laikomi per daug vertingais tokiai destruktyviai analizei. Jų modeliniai tirpalai modeliuoja „Apollo 15“ žaliųjų vulkaninių akinių (kuriuose titano kiekis yra 0,23 masės%) ir „Apollo 14“ juodųjų vulkaninių akinių (kuriuose titano kiekis sudaro 16,4 svorio%) sudėtį.
Šių modelinių tirpalų mėginiai buvo veikiami iki 1,7 GPa slėgio (atmosferos slėgis Žemės paviršiuje yra 101 kPa arba 20 000 kartų mažesnis nei tas, kuris buvo pasiektas atliekant šiuos eksperimentus). Tačiau slėgis mėnulio interjere yra dar didesnis, viršijantis 4,5 GPa. Taigi, norint ekstrapoliuoti eksperimentinius rezultatus, buvo atlikti kompiuteriniai skaičiavimai.
Bendras darbas rodo, kad esant žemai mėnulio mantijai paprastai esant tokiai temperatūrai ir slėgiui, žemos titano turinčios magmos („Apollo 15“ žali stiklai) tankis yra mažesnis už aplinkinių kietų medžiagų. Tai reiškia, kad jie yra plūdrūs, turėtų iškilti į paviršių ir išsiveržti. Kita vertus, buvo nustatyta, kad magmų su dideliu titano kiekiu („Apollo 14“ juodieji stiklai) tankis yra maždaug lygus ar didesnis už juos supančią kietą medžiagą. Negalima tikėtis, kad jų skaičius išaugs ir išnyks.
Kadangi Mėnulis neturi aktyvaus vulkaninio aktyvumo, šiuo metu Mėnulio mantijos apačioje esantis lydalas turi būti didelio tankio. Ponia van Kan Parker rezultatai rodo, kad ši lydalo dalis turėtų būti pagaminta iš aukšto titano magmų, kaip ir tie, kurie sudarė „Apollo 14“ juodus akinius.
Šis atradimas yra reikšmingas, nes manoma, kad aukštos titano magmos susidarė iš titano turtingų šaltinių uolienų. Šios uolienos atspindi nuosėdas, kurios liko Mėnulio plutos pagrindu po to, kai visi plūdrieji plagioklazės mineralai (kurie sudaro plutą) buvo suspausti aukštyn pasauliniame magmos vandenyne. Būdamos tankios, šios titano turinčios uolienos apvirtimo metu būtų greitai paskendusios ties šerdies ir mantijos riba. Toks perversmas net buvo postuluojamas prieš 15 metų. Dabar šie įdomūs nauji rezultatai suteikia šio modelio eksperimentinę paramą.
Tikimasi, kad šiose tankiose, titano turtingose uolienose bus daug radioaktyviųjų elementų, kurie paprastai paliekami nuošalyje, kai kiti elementai yra geriau naudojami mineralinių kristalų pavidalu. Dėl šių elementų skilimo atsirandanti radiogeninė šiluma galėtų paaiškinti, kodėl apatinės mėnulio apvalkalo dalys vis dar yra pakankamai karštos, kad jas būtų galima išlydyti. Ponia van Kan Parker ir jos komanda toliau spėlioja, kad ši radiogeninė šiluma taip pat galėtų padėti išlaikyti mėnulio šerdį iš dalies ištirpusį net ir šiandien!
Šaltiniai:
Rentgeno spinduliai apšviečia Mėnulio interjerą, „Science Daily“, 2012 m. Vasario 19 d.
Neutralus titano, kuriame gausu titnago tirpimas, giliojo mėnulio interjere, van Kan Parker et al. Gamtos geomokslas, 2012 m. Vasario 19 d., Doi: 10.1038 / NGEO1402.
