Az Apollo holdexpedíciók által a Földre hozott minták legtöbbje sötét és szürkés színű felszíni kőzet, de van
néhány világosabb is a gyűjteményben. Utóbbiak a Hold mélyebb rétegeiben alakultak ki és csak később kerültek az égitest felszínére különböző geológiai folyamatok (pl. fajsúly szerinti elkülönülés, vulkánosság), vagy kisebb égitestek becsapódásai által kiváltott mozgások, anyagkidobódások következtében.
Az Apollo-17 űrhajósai által gyűjtött 4,2 milliárd éves világos színű
mélységi holdkőzet (kép: MIT Geológiai, Légkör és Bolygókutatási Intézet és NASA).
Nemrégiben
a Massachussets-i Technológiai Intézet (MIT) Geológiai, Légkör és
Bolygókutatási Intézetének tudósai Ian Garrick-Bethell fiatal kutató
vezetésével megvizsgálták az ilyen, világosabb színű holdi kőzetek mágneses tulajdonságait és pontos korát. A pontos elemzésnek alávetett mintákat az Apollo-15 és -17 űrhajósai gyűjtötték be. A laboratóriumi
mérésekhez egy számítógéppel kiegészített automata kőzetmagnetométert, valamint a 40Ar/39Ar
izotóparány hőmérsékletváltozási érzékenységéből a korra következtető vizsgálati módszert használtak. Ugyanis a fiatal Hold belsejében a mainál jóval
magasabb hőmérséklet volt, amely csak lassan, hosszú idő alatt csökkent
le, amit az analizált minta is alátámaszt: 1000°C-nál magasabb hőmérsékleten alakult ki 4,2 milliárd évvel ezelőtt 45 km mélyen a holdkéregben és 10 millió év alatt hűlt le, majd a kéregmozgások a felszínre hozták.
(Összehasonlításul: a Naprendszer kristályos anyagának kikondenzálódási
kora mintegy 4,6 milliárd év, a kis égitestek utolsó nagy becsapódási
hulláma, ami többek között a holdi tengereket – mare területeket –
létrehozta, pedig 3,8 milliárd évvel ezelőtt ment végbe.)
A Hold magja igen kis méretű az égitest
átmérőjéhez képest (kb. 800 km a 3476 km-es Holdon belül), tömege pedig a teljes égitest mintegy 2%-át teszi ki. Földünk magja ezzel szemben a bolygótömeg kb. harmada (kép: Oregoni Egyetem).
Az érzékeny laboratóriumi vizsgálatok alapján lényeges felfedezést tettek a MIT kutatói: Holdunknak a régmúltban
volt folyékony magja és saját mágneses tere. A minták kimutatott mágnesezettsége ugyanis a Hold fejlődésének
korai szakaszában létező belső mágneses térre bizonyíték.
A kőzet alacsonyabb hőmérsékleten a hűlése folyamán mágneseződhet, így a kétszer is
bekövetkezett alacsonyabb hőmérséklet idején nyerhette mágneses terét. Más magyarázat nem igazán képzelhető el: a Hold mélyén semmilyen máshonnan származó mágneses tér nem érhette, a Hold felszínére érve pedig sem a napszél által szállított bolygóközi mágneses tér, sem a becsapódásokkor keletkező forró plazma átmeneti elektromágneses tere nem hozhatta létre a kőzetmintákban kimért mágnesezettségét.
Már az Apollo holdexpedíciók óta vita tárgya volt,
hogy volt-e a Holdnak folyékony magja. A friss eredmények arra utalnak, hogy a fiatal Holdban működött valamilyen mágneses dinamó, aminek alapfeltétele az égitest folyékony magja. Az ebben keletkező köráramok mágneses tere hozta létre az égitest globális terét, amelynek erőssége az MIT kutatói szerint legalább 1 mikrotesla lehetett, s mintegy 10 millió évig létezhetett. Ez a Föld mai
felszíni mágneses terének mintegy 1/50-ed része. A Hold belsejének
hűlése során a mag megszilárdult, a mágneses dinamó leállt, így a tér megszűnt,
csak a kőzetekben rögzült maradványtér maradt fenn. Az még nem
tisztázott, hogy a mag egy vagy két részből állt-e (belső magból és héjből),
de már a korábbi holdi gravitációs és forgási mérések
kimutatták, hogy a mag anyagának jelentős része vas lehet (a könnyebb
kőzetalkotók, mint például a szilícium, felúsztak a köpenybe és a
holdkéregbe). Garrick-Bethell és munkatársai azt feltételezik, hogy a Hold magja ma is részben folyékony állapotban van.
A Hold kialakulását megindító kozmikus esemény: a kép ezt a gigantikus ütközést érzékelteti,
amelynek következtében éppen csak nem esett szét bolygónk (kép: Vancouver Island
Egyetem, Kanada).
Milyen
lehet a Hold anyaga és különösen a magjának összetétele? Ezt a Hold
keletkezési körülményei alapvetően meghatározták. A Hold keletkezésére
legelfogadottabb elmélet szerint a Föld kialakulása után nem sokkal később
bolygónkba egy Mars nagyságú kisebb bolygótest, a "Theia" ütközött.
Az ütközéskor kiszakadt földanyag egy részéből alakult ki a Hold. A most kimutatott, ősidőkben létezett folyékony
belső magja és a benne levő dinamó által keltett mágneses tér is
hasonlóvá teszi a Holdat a Földhöz, illetve a többi Föld típusú bolygót
is egymáshoz a belső szerkezetüket tekintve.
Források:
- Science, 2009. január 16, 323, 456-359
- MIT sajtóközlemény, 2009. január 15.
- Astronomy Now Online, 2009. január 20.
- National Geographic News, 2009. január 15.
Kapcsolódó internetes oldalak:
- Ian Garrick-Bethell honlapja (MIT)
- A Hold a Föld mágneses csóvájában
- Hogyan viselkedik a holdpor a napszélben?
- Megfiatalodott a Hold
- A Hold mágneses pamacsai
- A holdfelszín összetetele
- A Kései Nagy Bombázási időszak
- Ütközések az ősi Naprendszerben
- Földi légkör a Holdon
- Miért nincs holdja a Vénusznak?
- A Holdat létrehozo ütközés időbeli behatárolása (Vancouver Island University)
- Honnan van holdunk?
- A Hold és a Föld magjának összehasonlítása (Oregoni Egyetem)
