Et kinesisk oppdrag til bortre side av månen kan ha avdekket hemmelighetene til månens mantel.
Oppdraget sendte en lander til det største krateret i solsystemet, der en påvirkning sannsynligvis sendte fragmenter av mantelen som flyr til månens overflate. Den nye forskningen er kanskje det beste utseendet ennå på det andre laget av jordens naturlige satellitt, som forblir stort sett mystisk. Månen har, som Jorden, en skorpe, mantel og kjerne. Skorpen er laget av plagioclase, eller aluminiumsilikat, men mantelens sammensetning har forblitt mystisk - verken U.S. Apollo-programmet eller sovjetiske Luna-oppdragene på 1960- og 1970-tallet klarte å få tilbake noen bergprøver som inneholder mantelmateriale.
Månens lander Chang'E-4, som ble sendt til kanten av månen av Kina tidligere i år, kan endelig få en titt på den mystiske mantelen. Noen av de første målingene som ble sendt tilbake av landerens måne rover antyder at det massive krateret fra Sørpolen-Aitken inneholder fragmenter av månens øvre mantel.
Mystery mantel
Jorda testet av det synlige og nær-infrarøde spektrometeret ombord på Yutu-2-roveren viser mønstre av lysrefleksjon som indikerer høye nivåer av høy-kalsium pyroxeneand olivin, to mineraler som finnes i mange stollede og metamorfe bergarter og som lenge er antatt å utgjøre månens mantel. Olivine, som er rikelig i jordens mantel, har tidligere vært vanskelig å finne på månens overflate, men forskere ledet av Chunlai Li fra National Astronomical Observatories ved Chinese Academy of Sciences skrev i dag (15. mai) i tidsskriftet Nature.
"Li og kollegas resultater er spennende og kan ha betydelige implikasjoner for å karakterisere sammensetningen av Månens øvre mantel," skrev Patrick Pinet, en planetforsker ved Research Institute in Astrophysics and Planetology i Frankrike, i et opinionsstykke som fulgte med den nye artikkelen . (Pinet var ikke involvert i forskningen.)
Planetforskere mistenker at månen dannet seg når en enorm innvirkning kastet enorme mengder materiale ut av den tidlige jorden. I månens første dager ville satellittens hele overflate ha vært et smeltet magmahav. I det havet separerte mineraler med tetthet, med lettere plagioklase stiger til toppen og tyngre, jern- og magnesiumrike mineraler som synker ned i mantelen.
Å forstå denne prosessen på månen er viktig, skrev Pinet, fordi månen har den samme trelagsstrukturen som Jorden, men uten komplikasjoner forårsaket av platetektonikk (som Jorden har, men månen mangler).
"Det er derfor av enorm verdi for å forstå utviklingen av planetariske interiører," skrev Pinet. Men uten direkte bevis på månens mantelsammensetning, er det en vanskelig oppgave.
Under overflaten
Kinas landmann Chang'E-4 endrer kanskje alt dette. Den 3. januar 2019 slo landstilleren seg ned på Sørpolen-Aitken, som er en total diameter på 2.553 mil (2.500 kilometer) i diameter og er pockmarked med mindre kratere. Forskere tror at påvirkningen som skapte bassenget var stor nok til å trenge dypt inn i månens mantel og spy noen av mineralene til overflaten.
De første resultatene fra det synlige og nær-infrarøde spektrometeret antyder at innvirkningen gjorde nettopp det. Instrumentet bruker lysstråler på den synlige og nærinfrarøde delen av spekteret for å analysere mineralene i jord, og samle inn data om bølgelengdene til lyset som reflekterer fra materialet. Resultatene kan deretter sammenlignes med refleksjonen av kjente mineraler, for å se hva som samsvarer.
I Von Kármán-krateret i bassenget oppdaget roveren jern- og magnesiumrik bergart som hadde blitt kastet ut fra krateret ved påvirkning. I tillegg til lavkalsiumpyroksen og olivin, inneholdt materialet små mengder høyt kalsiumpyroksen, som ellers ikke finnes på månens overflate.
"Disse kan representere dyptliggende materialer potensielt fra månemantelen," skrev forskerne. Eduktaen stammer fra det nærliggende Finsen-krateret på 72 kilometer (72 km), fant de.
Mer undersøkelse vil være nødvendig for å validere resultatene, inkludert innsamling av flere steinprøver, skrev Pinet. Li og kollegene planlegger å analysere fordelingen av det nyoppdagede olivinet og bedre forstå geologien til det mulige mantelmaterialet.
