En av de største kratrene i solsystemet er på månen vår. Det kalles South Pole-Aitken (SPA) bassenget, og det er 2.500 km (1.600 mi) i diameter og 13 km (8.1 mi) dypt. En ny studie sier at kummen kan inneholde et enormt biter av metall som er større enn Hawaiis Big Island.
Studien, med tittelen “Deep Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin,” er publisert i Geophysical Research Letters. Det er hovedforfatteren Peter B. James, assisterende professor i planeten geofysikk ved Baylor College of Arts & Sciences. Den er basert på data fra NASAs oppdrag om gravitasjonsgjenoppretting og interiørlaboratorium (GRAIL).
SPA-bassenget er det største anerkjente slagkrateret i solsystemet. Det kan ikke sees fra jorden fordi det er på bortre side av månen. Den er ovalformet, og hvis den var på jorden, ville den strekke seg fra Waco, Texas til Washington, DC. Med en dybde på 13 km (8.1 mi) er krateret omtrent seks ganger dypere enn det er bredt. Dens status som en av de eldste, godt bevarte strukturer på Månen gjør SPA-bassenget til et emne av mye vitenskapelig interesse.
Begravet under dette gargantuanske krateret er en enorm del av metall.
«Se for deg å ta en bunke av metall fem ganger større enn Big Island of Hawaii og begrave den under jorden. Det er omtrent hvor mye uventet masse vi oppdaget, sier hovedforfatter Peter B. James.
Massen er sannsynligvis hundrevis av kilometer under månens overflate, men som det står i papiret, “Det kan være en anomali med stor tetthet fordelt over et beskjedent område av dybder, eller det kan være en subtil tetthetsanomali fordelt over manteldybden. ”
NASAs GRAIL-oppdrag ble lansert i lansering i 2011 og brukte omtrent ett år på å kartlegge Månens tyngdekraft før de ble krasjet inn i Månen i en siste manøver. GRAIL brukte to romfartøy i den samme månebanen. De ble kalt GRAIL-A og GRAIL-B, eller Ebb and Flow.
Da EBB og FLOW fløy over områder med forskjellige masser, beveget de seg litt mot eller bort fra hverandre. Presisjonsinstrumenter på GRAIL-romfartøyet måler disse endringene, og dataene ble brukt til å generere et høyoppløselig bilde av Månens gravitasjonsfelt.
Et av GRAILs vitenskapelige mål var å bestemme underjordiske strukturer av påvirkningsbassenger og opprinnelsen til månemaskoner (massekonsentrasjoner.) Denne studien stammer fra denne innsatsen, og kombinerer GRAIL-data med data fra Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO.)
"Da vi kombinerte disse GRAIL-dataene med månetopografidata fra Lunar Reconnaissance Orbiter, oppdaget vi den uventet store mengden masse hundrevis av kilometer under Sørpolen-Aitken-bassenget," sa James.
Uansett hva den tette saken er, er det å trekke kraterets gulv ned mer enn en halv kilometer, ifølge James. Datasimuleringer antyder at massen kan være en enorm del av nikkel og jern, og at det var kjernen i en asteroide som traff månen og satt i den øvre mantelen.
"En av forklaringene på denne ekstra massen er at metallet fra asteroiden som dannet dette krateret fortsatt er innebygd i Månens mantel," sa James i en pressemelding. I følge det nye papiret tilsvarer "overskytende masse som er observert i mantelen omtrent ... en 95 km jern-nikkelkjerne i diameter i Månens mantel."
De gjorde matematikken og matematikken sa ...
"Vi gjorde regnestykket og viste at en tilstrekkelig spredt kjerne av asteroiden som gjorde at påvirkningen kunne forbli suspendert i Månens mantel fram til i dag, i stedet for å synke ned til Månens kjerne," sa James.
Men det er ikke den eneste muligheten. Bare den åpenbare.
Massen av materiale kan være en relikvie av Månens dannelse. Det er mulig det er en konsentrasjon av tette oksider fra det siste stadiet av måneformet havstivning. Månen ble dannet for rundt 4,51 milliarder år siden, sannsynligvis som et resultat av at jorden kolliderte med et gammelt protoplanett kalt Theia. Rett etter at det dannet seg, for 4,5 milliarder år siden, ble magmahavene avkjølt og stivnet. Da de avkjølte og størknet, ville en av de siste oksydene som ble dannet vært FeTiO3, også kjent som ilmenitt. Det er veldig tett og kan forklare avviket.
Det er vanskelig å bestemme den nøyaktige arten av materialet under SPA-bassenget. Det virker ekstremt usannsynlig at en enorm konsentrasjon av jern og nikkel, hvis det er hva det er, er rett under et av solsystemets største slagkratere, uten at de to er koblet sammen.
Hvis det var et resultat av en asteroidepåvirkning, når skjedde det da? Som James sa til Space Magazine, "Vi vet ikke, men hvis månen var for varm på innvirkningstidspunktet, burde det tette metallet fra støtkjernen sannsynligvis ha sunket helt ned til Månens kjerne, i hvilket tilfelle vi ville ikke se det. ”
Den bevarte kraterranden rundt SPA gir viktige bevis for å fastslå innvirkningstidspunktet. Som James fortalte Space Magazine, “Vi ville heller ikke se en bevart kant hvis SPA dannet seg i et magmahav. Derfor hadde månen sannsynligvis en sjanse til å kjøle seg ned før denne innvirkningen skjedde. "
Det er annerledes enn andre kratere
SPA-bassenget er forskjellig fra andre slagkratere på månen. Andre kratere har et oksemønster av tyngdekraftsanomalier, men SPA gjør det ikke. James fortalte Space Magazine at SPA "har et bredt område med svak tyngdekraft korrelert med en topografisk depresjon som er skapt av den tette mantelanomalien som veier nedover overflaten av månen."
I følge James er bassenget "et av de beste naturlige laboratoriene for å studere katastrofale påvirkningsbegivenheter, en gammel prosess som formet alle de steinete planetene og månene vi ser i dag."
Å låse opp hemmelighetene til SPA-bassenget vil kreve mer arbeid. Å utelukke enten en asteroidpåvirkning eller oksider fra magma-størkning som årsak til avviket vil kreve forbedrede simuleringer. Som James fortalte Space Magazine, "den beste måten å utelukke det ene scenariet eller det andre ville være å utføre nyere og bedre simuleringer."
Kilder:
- Pressemelding: Masseanomali oppdaget under Månens største krater
- Forskningsartikkel: Deep Structure of the Lunar South Pole? Aitken Basin
- Wikipedia-oppføring: South Pole – Aitken bassenget
- NASA: GRAIL Mission
