A kínai Chang’e-5 holdszonda által a Földre hozott talaj- és kőzetminták elemzéséből kiderült, hogy a Holdon a dinoszauruszok korában is még volt aktív vulkáni működés, vagyis a holdi vulkáni tevékenység nem ért véget milliárd évekkel ezelőtt, mint ahogy azt eddig gondoltuk.
A Chang’e-5 kínai holdszonda küldetésének célja az volt, hogy mintát hozzon a Hold felénk forduló oldaláról. A leszállóegység 2020. december 16-án simán leszállt a Hold felszínére az előre eltervezett leszállóhelyen, a Mons Rümker közelében az Oceanus Procellarum (Viharok Óceánja) felszínén.
Az alábbi holdfotó a Chang’e-5 leszállóhelyének tágabb környezetét mutatja, ahol a Hold egykori vulkanikus képződményei is jól láthatók: Rümker-dómok, Mairan T vulkáni dóm, valamint a Gruithuisen dómok is. A felvételt Kocsis Antal készítette a balatonfűzfői Balaton Csillagvizsgálóban.
A Chang’e-5 sikeres küldetésével 44 év után ez lett az első olyan űrszonda, amely holdi talajmintát juttatott el a Földre, mégpedig közel 2 kg-ot (1731 grammot). Előtte utoljára 1976-ban a szovjet Luna-24 gyűjtött 170,1 gramm mintát a Mare Crisium (Válságok tengere) területéről, amivel az összesen három, automatikusan talajmintát gyűjtő szovjet holdszonda (Luna-16, 20 és 24) egyesített mintatömege 300 gramm. Azóta természetesen sokat fejlődött az űrtechnika, ami lehetővé tette a nagyobb mennyiségű holdi talaj-, kőzet- és fúrómag-minta Földre hozatalát.
Bi-Wen Wang, a Kínai Tudományos Akadémia Geológiai és Geofizikai Intézete (Peking) kutatója vezetésével kínai tudósok a Chang’e-5 által gyűjtött mintákban talált mintegy háromezer kis méretű, 20 és 400 mikron átmérő közötti gömbszerű szemcse (szferula) összetételét és szerkezetét vizsgálták. Ezek a szferulák üvegszerűek, amik vagy egy kis égitestnek a Hold felszínébe történő becsapódása következtében alakultak ki, vagy pedig ősi vulkáni kitörések alkalmával repültek ki a Hold belsejéből a felszínre. Mindkét esetben magas hőmérsékleten folyékonnyá vált anyag a repülése alatt a hirtelen lehűlés következtében üvegszemcsékké alakult, vagyis amorf vagy esetleg kristályos szerkezetű szilárd anyag jött létre (ez az üvegesedési folyamat az ún. vitrifikáció).
A kínai kutatók a kis méretű szemcsék vizsgálatához fejlett elektronmikroszkópot elektron visszaszórási mikroelemzési technikával, valamint másodlagos ion tömegspektrométert (SIMS) használtak.
A gyűjtött szferulák nagy része becsapódási eredetű, ami magas hőmérsékleten és nyomáson folyékonnyá vált anyagra utal, de voltak olyan szemcsék is, amelyek összetételük és szerkezetük alapján vulkáni eredetűek: összesen három ilyet azonosítottak, amelyek legnagyobb kiterjedése 50, 38 és 60 mikron.
A vulkáni eredetű szferulák kormeghatározásához ólom-ólom (Pb-207, Pb-206) és urán-ólom (U-238, Pb-206) vizsgálati módszert alkalmazták. A kapott eredmény 123±15 millió év, ami azt jelenti, hogy a 145 millió évvel ezelőtt kezdődött földtörténeti kréta időszak korai szakaszában (alsó krétában) még volt vulkanikus aktivitás a Holdon és nem fejeződött be a 4,4 – 2 milliárd év közötti korai aktív vulkáni korszak végén. Tehát a Chang’e-5 holdi mintáinak elemzése alapján – mai tudásunk szerint – a Hold fiatal vulkáni tevékenységi szakasza a krétakori dinoszauruszok idején volt.
A vulkáni szferulákban kén izotóp is jelen van, továbbá a mintáknak nagy a tórium és ritkaföldfém tartalma, ami a Hold mintegy 120 millió évvel ezelőtti köpenyében levő magas hőmérsékletet létrehozó radioaktív anyagokra utal. Ennek oka az, hogy a Hold a kis mérete miatt akkorra már kihűlt volna és nem lett volna magma anyaga, viszont radioaktív folyamatokkal lehetséges fenntartani a magma létezését. A kínai kutatók szerint a Chang’e-5 vulkanikus eredetű mintái és az Apollo holdexpedíciók által gyűjtött vulkanikus minták összetétele és szerkezete között sok a hasonlóság.
Egyébként lehetséges, hogy a Chang’e-5 vulkanikus mintáinak szilícium tartalma a leszállóhelytől nem messze található Mairan T elnevezésű, mintegy 600-800 méter magas, de a közepén egy nagy és több kisebb bemélyedést magában foglaló és nagy szilícium tartalmú egykori vulkán kitöréseiből származhat. Eddig úgy gondoltuk, hogy a Mairan dómok 3,75 – 3,35 milliárd évvel ezelőtt voltak aktívak, de a friss vizsgálatok szerint akár 120 millió évvel ezelőtt is újra aktiválódhattak. Mindenesetre a jövő feladata lesz pontosan beazonosítani, hogy melyik vulkáni forrásból származnak a Chang’e-5 által összegyűjtött anyagminták.
A hír megjelenését a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt támogatta.
Források:
- SPACE.COM (2024.09.09.)
- South China Morning Post (SCMP, 2024.09.05.)
- Astronomy Magazine online (2024.09.05.)
- Science (2024.09.05.)
Kapcsolódó internetes oldal: