Vědci našli horké místo na odvrácené straně Měsíce

Vědci odhalili, že horniny pod starověkou sopkou na odvrácené straně Měsíce zůstávají překvapivě teplé, a to pomocí dat z obíhajících čínských kosmických lodí.

Odkazují na velkou desku žuly, která ztuhla z magmatu v geologickém potrubí pod tím, co je známé jako Compton-Belkovichi vulkanický komplex.

„Řekl bych, že zatloukáme hřebík do rakve tohoto skutečně vulkanického útvaru,“ řekl Matthew Siegler, vědec planetárního vědeckého institutu se sídlem v Tucsonu v Arizoně, který vedl výzkum. „Ale pak je zajímavé, že jde o sopečný útvar podobný Zemi.“

Výsledky, které vyšly minulý týden V časopise Nature pomohl vysvětlit, co se stalo dávno pod podivnou částí Měsíce. Studie také zdůrazňuje vědecký potenciál dat shromážděných čínským vesmírným programem a jak výzkumníci ve Spojených státech musí obcházet překážky, aby mohli tato data použít.

V této studii Dr. Siegler a kolegové analyzovali data z mikrovlnných přístrojů na Chang’e-1, vypuštěném v roce 2007, a Chang’e-2, vypuštěném v roce 2010, dvou čínských kosmických lodích, které již nejsou funkční. Protože přímá spolupráce mezi NASA a Čínou je v současnosti Kongresem zakázána a výzkum byl financován z grantu NASA, nemohl Dr. Siegler spolupracovat s vědci a inženýry, kteří data shromáždili.

„To bylo omezení,“ řekl, „v tom, že jsme nemohli zavolat inženýrům, kteří to zařízení postavili v Číně, a říct: ‚Hej, jak bychom měli interpretovat tato data?“ „Bylo by opravdu hezké, kdybychom na tom neustále pracovali s čínskými vědci. Ale to nám není dovoleno. Ale naštěstí některé ze svých databází zveřejnili.“

Mohl čerpat z odborných znalostí čínského učence Jianqing Feng, který se setkal s Dr. Sieglerem na konferenci. Dr. Feng pracoval na projektu Lunar Exploration Project na Čínské akademii věd.

„Uvědomil jsem si, že spojení dat z průzkumu Měsíce z různých zemí by prohloubilo naše chápání měsíční geologie a vedlo by to k úžasným výsledkům,“ řekl Dr. Feng v e-mailu. „Takže jsem opustil svou práci v Číně, přestěhoval se do Spojených států a nastoupil do Planetary Science Institute.“

Oba čínské orbitery měly mikrovlnné přístroje, běžné na mnoha meteorologických satelitech obíhajících Zemi, ale vzácné na meziplanetárních lodích.

A tak data z Chang’e-1 a Chang’e-2 poskytla jiný pohled na Měsíc, měřila tepelný tok až 15 stop pod povrchem – a ukázala se jako ideální pro zkoumání Compton-Pelkovitchovy podivnosti.

Vizuálně vypadá oblast nevýrazně. (Nemá ani vlastní jméno; vodivé označení je odvozeno od dvou blízkých impaktních kráterů, Compton a Belkovich.) Přesto tato oblast fascinuje vědce už několik desetiletí.

Koncem 90. let pracoval David Lawrence, tehdejší vědec z Los Alamos National Laboratory, na datech shromážděných misí NASA Lunar Prospector a poznamenal Světlý bod gama paprsků Střelba z tohoto místa na odvrácené straně Měsíce. Energie gama paprsků, nejvyšší energetické formy světla, odpovídá thoriu, což je radioaktivní prvek.

„Bylo to jedno z těchto zvláštních míst, které vyčnívalo jako bolavý palec, pokud jde o množství thoria,“ řekl Dr. Lawrence, planetární vědec nyní v Johns Hopkins Applied Physics Laboratory v Marylandu. „Jsem fyzik. Nejsem odborník na geologii Měsíce. Ale i jako fyzik jsem to viděl výrazně a řekl jsem: ‚No, tohle je něco, co si zaslouží další studium‘.“

Další objevy přišly po příletu sondy NASA Lunar Reconnaissance Orbiter v roce 2009. Bradley L. Jolliffe, profesor pozemských a planetárních věd na St. Louis University ve Washingtonu, vedl tým Prohlédl jsem si ty fotky Comptona Belkowitze ve vysokém rozlišení.

Dr. Jolliffe řekl, že to, co viděli, „vypadalo podezřele jako kaldera“ s odkazem na zbytky okraje sopky. „Pokud uvážíte, že tyto prvky jsou miliardy let staré, jsou pozoruhodně dobře zachovány.“

Novější analýza vedená Catherine ShirleyNyní na univerzitě v Oxfordu v Anglii je sopka odhadována na 3,5 miliardy let.

Vzhledem k tomu, že měsíční půda funguje jako dobrý izolant a snižuje teplotní změny mezi dnem a nocí, mikrovlnné emise do značné míry odrážejí tepelný tok z vnitřku Měsíce. „Stačí jít asi dva metry pod povrch, abyste přestali vidět sluneční žár,“ řekl doktor Siegler.

V Compton-Belkovitch dosahoval tepelný tok až 180 miliwattů na metr čtvereční, což je asi 20násobek průměrné výšky na odvrácené straně Měsíce. Tato stupnice odpovídá teplotě nižší než 10 stupňů Fahrenheita asi šest stop pod povrchem, neboli asi o 90 stupňů teplejší než kdekoli jinde.

„Tohle vyčnívalo, protože to bylo horké ve srovnání s kdekoli jinde na Měsíci,“ řekl Dr. Siegler.

Dr. Siegler, Dr. Feng a další výzkumníci dospěli k závěru, že nejpravděpodobnějším zdrojem byla žula, která obsahuje radioaktivní prvky, jako je thorium, a že ho musí být dostatek.

„Zdá se, že konkrétně identifikuje, jaký druh materiálu je pod ním,“ řekl Dr. Lawrence, který byl jedním z recenzentů článku Nature.

„Je to taková špička ledovce,“ řekl o původních emisích gama záření. „To, co vidíte v Compton-Belkovichovi, je jakési povrchní vyjádření něčeho mnohem většího pod ním.“

Sopky jsou viditelné i jinde na Měsíci. Zpevněné lávové pláně – klisny nebo čedičové moře – pokrývají velké plochy povrchu, většinou na přilehlé straně. Ale Compton-Bilkovitch je jiný, podobný některým pozemským sopkám, jako je Mount Fuji a Mount St. Helens, které chrlí více viskózní lávy.

Žula je jinde ve sluneční soustavě vzácná. Na Zemi se žula tvoří ve vulkanických oblastech, kde je oceánská kůra tlačena dolů pod kontinent deskovou tektonikou, geologickými silami, které tlačí kolem částí vnější kůry Země. Voda je také hlavní složkou žuly.

Ale Měsíc je většinou suchý a postrádá deskovou tektoniku. Měsíční kameny přivezené astronauty NASA před více než 50 lety obsahují jen několik žulových zrn. Údaje z čínských orbiterů však ukazují na žulový útvar široký více než 30 mil pod Compton-Belkovitchem.

„Nyní potřebujeme geology, aby přišli na to, jak můžete vytvořit tento druh útvaru na Měsíci bez vody, bez deskové tektoniky,“ řekl Dr. Siegler.

Dr. Jolliffe, který se na výzkumu nepodílel, řekl, že tento článek je „velmi pěkným novým příspěvkem“. Řekl, že doufal, že NASA nebo jiná vesmírná agentura pošle do Compton-Belkovitch kosmickou loď, aby provedla seismická a mineralogická měření.

Taková mise by mohla pomoci otestovat představy o tom, jak se tam sopka vytvořila. Jednou z hypotéz je, že z pláště pod kůrou stoupal oblak horkého materiálu, stejně jako pod Havajskými ostrovy.

Pokud jde o doktora Fenga, jeho současné vízum, které mu umožňuje pracovat ve Spojených státech, brzy vyprší. Žádá o nový, řídí svou vědeckou kariéru uprostřed geopolitických tahanic mezi USA a Čínou.

„Nyní začínáme studovat další možné žulové systémy na Měsíci,“ řekl. „Také rozšíříme naše modely o průzkum ledových měsíců Jupiteru. Proto se snažím zůstat ve Spojených státech co nejdéle.“