Grafit a Holdon

822

A washingtoni Carnegie Intézet és a NASA Sugárhajtómű Laboratóriuma (JPL) kutatóinak vezetésével egy nemzetközi kutatócsoport ismét laboratóriumi vizsgálatnak vetette alá az Apollo-17 űrhajósai által a Holdról a Taurus-Littrow vidékről 1972-ben a Földre hozott kőzetminták egy részét. Már a hetvenes évek óta nyitott kérdés, hogy a holdkőzetekben talált szén honnan származik. Korábban úgy gondolták, hogy a napszélben levő szén ágyazódott be a holdi sziklás anyagba atomos formában, de a modern kutatási eszközökkel és módszerekkel elvégzett friss laboratóriumi vizsgálatok ennél sokkal nagyobb, többmikronos méretű kristályos szerkezetű grafitot mutattak ki az Apollo-17 által hozott becsapódási eredetű breccsában (ez az egyik jellegzetes holdkőzet-típus, amely magas hőmérsékletű folyamatban alakul ki).

Az Apollo-17 leszállóhelyének környezete a Taurus-Littrow térségben. A grafitot tartalmazó kőzetminta lelőhelye a Déli Masszívum (S. Massif) jelzésű terület a SELENE japán holdszonda felvételén. Egyébként az Apollo és más holdprogramok leszállóhelyeinek kis távcsővel való megkeresése érdekes amatőrcsillagászati megfigyelései program lehet (kép: Kaguya/SELENE JAXA).

Az új vizsgálatokat inspiráló 72255 számú kőzetminta lelőhelye (jelzővel) a leszállóhely közelében lévő Déli Masszívum lábánál egy nagyobb sziklatömb közelében (kép: NASA AS17-137-20900).

A most elvégzett laboratóriumi vizsgálatok során a kőzetmintát az infravörös tartományban konfokális Raman-féle két- és háromdimenziós korszerű képalkotó spektroszkópiával (CRIS) elemezték. A Raman-spektroszkópia alkalmas a molekuláris, illetve kristályos anyagokban az atomok finom rezgési (vibrációs) átmeneteinek vizsgálatára, amelyből a kémiai összetétel megállapítható és a kristályszerkezet is kimutatható, tanulmányozható. A vizsgált holdkőzet kristályos grafitot tartalmaz, ami elnyújtott alakú tömbökben, szemcsékben figyelhető meg. Az egyes grafitszemcsék átmérője 2-6 mikron és 9-10 mikron, de akár ennél hosszabbak is lehetnek. Jellemzőik alapján a szemcsék magas, mintegy 1273-3900 K hőmérsékleten alakultak ki, tehát sem a holdkőzetek begyűjtése, szállítása, tárolása, illetve laboratóriumi vizsgálatokra való előkészítése (szeletek, metszetek készítése) során nem képződhettek, hanem még a Holdon, természetes folyamatok által alakultak ki. A napszél is kizárható a holdi grafitszemcsék forrásái közül. Egyébként a vizsgált kőzetminta kora 3,84 milliárd év, ami a Taurus-Littrow leszállóhely szomszédságában levő nagy holdi becsapódási medence, a Mare Serenitatis kialakulásának ideje is egyben.

A holdi kristályos grafit többmikronos hosszúkás sárga színű tömbökben látszik a mesterségesen átszínezett képen. A zöld a feldspart, a vörös a piroxént, a kék az olivint jelöli (kép: NASA/JPL és Science 329, 51, 2010).

A kutatók eredményei szerint a holdi kristályos grafit magas hőmérsékleten való keletkezése becsapódási eseményre utal, de itt két lehetőség is elképzelhető: 1) a Serenitatis-medencét létrehozó becsapódott égitest széntartalmú eredeti kristályos anyaga épült be az holdkőzetbe, illetve 2) a becsapódáskor keletkezett magas hőmérsekletű és széntartalmú gáz lehűlésével kristályosodott ki a grafit. A Mare Serenitatis és a vizsgált holdkőzet egyformán 3,8 milliárd éves kora egybeesik a Naprendszer Kései Nagy Bombázási időszakával, amikor kisbolygók, sőt magas széntartalmú kis égitestek nagy számban ütközhettek a bolygókba és holdjaikba. A most kimutatott holdi grafit erről tanúskodik.

Az eredményeket részletező tudományos közlemény a Science folyóiratban jelent meg.

Források:

Kapcsolódó internetes oldalak:

Hozzászólás

hozzászólás