yksi aurinkokunnan suurimmista kraattereista on Kuussamme. Sen nimi on etelänapa-Aitkenin allas (SPA)ja se on halkaisijaltaan 2 500 kilometriä ja syvyydeltään 13 kilometriä. Uuden tutkimuksen mukaan altaassa saattaa olla valtava metallikimpale, joka on suurempi kuin Havaijin Big Island.

tutkimus, otsikolla ”Deep Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin”, on julkaistu Geophysical Research Letters-lehdessä. Sen pääkirjoittaja on Peter B. James, planetaarisen geofysiikan apulaisprofessori Baylorin taidekorkeakoulussa & Sciences. Se perustuu Nasan Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) – tehtävän tietoihin.

SPA-allas on aurinkokunnan suurin yleisesti tunnustettu törmäyskraatteri. Sitä ei voi nähdä maasta, koska se on kuun toisella puolella. Se on ovaalin muotoinen, ja jos se olisi maassa, se ulottuisi Texasin Wacosta Washington DC: hen. Kraatteri on 13 kilometrin syvyydessä noin kuusi kertaa syvempi kuin leveä. Sen asema yhtenä vanhimmista, hyvin säilyneistä rakennelmista kuussa tekee KYLPYLÄALTAASTA erittäin tieteellisen kiinnostuksen kohteen.

tämän jättimäisen kraatterin alle on haudattu valtava metallikimpale.

väärävärigrafiikka Kuun kauimmaisesta kyljestä, jossa näkyy törmäyskraatteri. Kuvasaldo: NASA/Goddard Space Flight Center/University of Arizona

”kuvitelkaa, että otettaisiin viisi kertaa suurempi kasa metallia kuin Havaijin iso saari ja haudattaisiin se maan alle. Suurin piirtein niin paljon odottamatonta massaa havaitsimme”, sanoi pääkirjoittaja Peter B. James.

massa on todennäköisesti satoja kilometrejä Kuun pinnan alla, mutta kuten lehdessä sanotaan, ”se voi olla suuri tiheyspoikkeama, joka jakautuu vaatimattomalle syvyysalueelle, tai se voi olla hienovarainen tiheyspoikkeama, joka jakautuu koko vaipan syvyyteen.”

tässä kuvassa näkyy vaipan massaylimäärä pinta-alayksikköä kohti. Suuri massaylijäämä etelänavan-Aitkenin altaan eteläisissä sisäosissa osuu Keski-painaumaan, jota tässä hahmottelee hajonnut harmaa ympyrä. Mustat viivat merkitsevät parhaiten etelänavalle sopivia ellipsejä: Aitkenin altaan sisärengas, ulkorengas ja ulkorengas. Kuvasaldo: James et. al., 2019.

Nasan GRAIL-lento laukaistiin vuonna 2011 ja se käytti noin vuoden Kuun painovoiman kartoittamiseen ennen kuin se syöksyi Kuuhun viimeisessä manööverissä. GRAIL käytti kahta avaruusalusta samalla Kuun kiertoradalla. Niitä kutsuttiin nimillä GRAIL – A ja GRAIL-B eli Ebb ja Flow.

kun EBB ja FLOW lensivät eri massaisten alueiden yli, ne liikkuivat hieman toisiaan kohti tai poispäin. Grail-avaruusaluksen tarkkuusmittarit mittaavat näitä muutoksia ja datan avulla saatiin aikaan korkearesoluutioinen kuva Kuun gravitaatiokentästä.

Grailin luoma Kuun painovoimakartta. Punainen edustaa massapuutteita ja sininen massapuutteita. Kuvahyvitys: NASA/JPL-Caltech/MIT/GSFC - GRAIL ' s Gravity Map of the Moon, Public Domain,'s Gravity Map of the Moon, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106
the gravity map of the Moon created by GRAIL. Punainen edustaa massapuutteita ja sininen massapuutteita. Kuvahyvitys: NASA/JPL-Caltech/MIT/GSFC – GRAIL ’ s Gravity Map of the Moon, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106

yksi GRAIL ’ n tiedetavoitteista oli selvittää törmäysaltaiden pinnan alla oleva rakenne ja kuun maskonien alkuperä (massapitoisuudet.) Tämä tutkimus on peräisin tästä pyrkimyksestä ja yhdistää GRAIL-tiedot Lunar Reconnaissance Orbiterin (LRO.)

” kun yhdistimme tuon Graalin datan Lunar Reconnaissance Orbiterin Kuun pinnanmuodostustietoihin, havaitsimme odottamattoman suuren massan satoja kilometrejä etelänavan-Aitkenin altaan alla”, James sanoi.

mikä tahansa tuo tiheä aine onkaan, se vetää Jamesin mukaan kraatterin lattiaa alas yli puolen kilometrin verran. Tietokonesimulaatioiden mukaan Massa saattoi olla valtava nikkeli-ja rautakimpale, ja että se oli Kuuhun törmänneen asteroidin ydin, joka jäi vaipan yläosaan.

”yksi selitys tälle ylimääräiselle massalle on se, että tämän kraatterin muodostaneen asteroidin metalli on yhä upotettu Kuun vaippaan”, James sanoi tiedotteessa. Uuden lehden mukaan ” vaipassa havaittu ylimääräinen massa vastaa suunnilleen–95 kilometrin läpimittaista rauta-nikkeliytintä Kuun vaipassa.”

kaava Kuun rakenteesta. Kuvan hyvitys: Bryan Derksen englanninkielisessä Wikipediassa-siirretty osoitteesta en.wikipedia Commons by Liftarn käyttäen CommonsHelper., Public Domain,
a schematic of the structure of the Moon. Kuvan hyvitys: Bryan Derksen englanninkielisessä Wikipediassa-siirretty osoitteesta en.wikipedia Commons by Liftarn käyttäen CommonsHelper., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4489173

he tekivät matematiikkaa ja matematiikka sanoi…

” me teimme matematiikkaa ja osoitimme, että törmäyksen tehneen asteroidin riittävän hajanainen ydin voisi jäädä roikkumaan Kuun vaippaan nykypäivään asti sen sijaan, että se uppoaisi Kuun ytimeen”, James sanoi.

mutta se ei ole ainoa mahdollisuus. Vain ilmiselvä.

aineksen massa voi olla jäänne Kuun muodostumisesta. On mahdollista, että se on tiheän oksidin konsentraatio Kuun magmameren jähmettymisen viimeisestä vaiheesta. Kuu syntyi noin 4,51 miljardia vuotta sitten, todennäköisesti maan törmättyä muinaiseen Theia-nimiseen protoplaneettaan. Pian sen muodostuttua 4,5 miljardia vuotta sitten sen magmameret jäähtyivät ja jähmettyivät. Kun ne jäähtyivät ja jähmettyivät, yksi viimeisistä muodostuneista oksideista olisi ollut FeTiO3, joka tunnetaan myös ilmeniittinä. Se on hyvin tiheä ja voi selittää poikkeaman.

KYLPYLÄALTAAN alla olevan materiaalin tarkkaa luonnetta on vaikea määrittää. On erittäin epätodennäköistä, että valtava rauta-ja nikkelikonsentraatio-olisi aurinkokunnan suurimman törmäyskraatterin alla ilman, että nämä kaksi ovat yhteydessä toisiinsa.

Jos se oli seurausta asteroidin törmäyksestä, niin milloin se tapahtui? Kuten James sanoi Universe Todaylle, ” emme tiedä, mutta jos kuu oli liian kuuma törmäyshetkellä, iskuelementin ytimen tiheän metallin olisi luultavasti pitänyt upota aina kuun ytimeen asti, jolloin emme näkisi sitä.”

span ympärillä oleva säilynyt kraatterin reuna tarjoaa tärkeää näyttöä törmäysajan määrittämiseksi. Kuten James kertoi Universe Todaylle, ” emme myöskään näkisi säilynyttä reunusta, jos SPA muodostuisi magmamereen. Siksi Kuu ehti todennäköisesti viilentyä jonkin verran ennen törmäystä.”

toinen kuva etelänavan Aitkenin altaasta Japanin KAGUYA-luotaimelta. By Ittiz-Own work, CC BY-SA 3.0,'s Kaguya probe. By Ittiz - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035
toinen kuva etelänavan Aitkenin altaasta Japanin KAGUYA-luotaimelta. Ittiz-Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035

se eroaa muista kraattereista

SPA-allas eroaa muista Kuun törmäyskraattereista. Muissa kraattereissa on painovoimapoikkeamia, mutta Spassa ei. James kertoi Universe Todaylle, että Spassa ”on laaja heikon painovoiman alue, joka korreloi topografisen painuman kanssa, joka syntyy tiheän vaipan anomalian painaessa Kuun pintaa.”

a side by side comparison of SPA (oik.) and the Moon ’ s Orientale Basin (vas.) Huomaa Napakymppi-kuvio Orientalen törmäysaltaassa ja Napakymppi-kuvion puuttuminen SPA-altaassa. Kuvasaldo: NASA / GRAIL

Jamesin mukaan allas on ” yksi parhaista luonnonlaboratorioista katastrofaalisten törmäystapahtumien tutkimiseen, muinainen prosessi, joka muokkasi kaikkia nykyään näkemiämme kivisiä planeettoja ja kuita.”

KYLPYLÄALTAAN salaisuuksien selvittäminen vaatii lisää työtä. Asteroidin törmäyksen tai magman jähmettymisen oksidien poissulkeminen anomalian aiheuttajaksi vaatii parempia simulaatioita. Kuten James sanoi Universe Todaylle, ” paras tapa sulkea pois yksi skenaario tai toinen olisi tehdä uudempia ja parempia simulaatioita.”

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.