jeden z największych kraterów w Układzie Słonecznym znajduje się na naszym Księżycu. Ma 2500 km średnicy i 13 km głębokości. Nowe badanie mówi, że basen może zawierać ogromny kawałek metalu, który jest większy niż Wielka Wyspa Hawajów.

badanie zatytułowane „Deep Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin” zostało opublikowane w „Geophysical Research Letters”. Jego głównym autorem jest Peter B. James, adiunkt Geofizyki planetarnej w Baylor ’ s College of Arts & Sciences. Bazuje na danych z misji NASA Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL).

basen SPA jest największym powszechnie uznanym kraterem uderzeniowym w Układzie Słonecznym. Nie można go zobaczyć z ziemi, ponieważ jest po drugiej stronie Księżyca. Ma owalny kształt i na Ziemi rozciągałby się od Waco w Teksasie do Waszyngtonu. Z głębokością 13 km (8.1 mi), Krater jest około sześć razy głębszy niż jest szeroki. Jego status jako jednej z najstarszych, dobrze zachowanych budowli na Księżycu sprawia, że basen uzdrowiskowy jest przedmiotem dużego zainteresowania naukowego.

pod tym gigantycznym kraterem zakopany jest ogromny kawałek metalu.

fałszywie kolorowa grafika z drugiej strony Księżyca przedstawiająca krater uderzeniowy. Źródło obrazu: NASA/Goddard Space Flight Center/University of Arizona

„wyobraź sobie, że bierzesz stos metalu pięć razy większy niż Wielka Wyspa Hawajów i zakopujesz go pod ziemią. To mniej więcej tyle nieoczekiwanej masy wykryliśmy ” – powiedział główny autor Peter B. James.

masa jest prawdopodobnie setki mil pod powierzchnią księżyca, ale jak mówi papier, „może to być duża anomalia gęstości rozłożona na skromnym zakresie głębokości, lub może to być subtelna anomalia gęstości rozłożona na całej głębokości płaszcza.”

Ten obraz pokazuje nadmiar masy płaszcza na jednostkę powierzchni. Duży nadmiar masy w południowym wnętrzu Kotliny Biegun Południowy-Aitken pokrywa się z depresją centralną, zarysowaną tu przerywanym szarym Kołem. Czarne linie oznaczają najlepiej dopasowane elipsy dla bieguna południowego-wewnętrzny pierścień basenu Aitken, zewnętrzny pierścień i zewnętrzna Szkarłatka. Zdjęcie kredyt: James et. al., 2019.

misja Graala NASA rozpoczęła się w 2011 roku i spędziła około roku na mapowaniu grawitacji Księżyca, zanim została rozbita o Księżyc w jednym ostatnim manewrze. GRAIL użył dwóch statków kosmicznych na tej samej orbicie księżycowej. Były one nazywane Graal – a i Graal-B, lub Ebb i Flow.

gdy przypływy i przepływy przelatywały nad obszarami o różnej masie, przesuwały się nieco ku sobie lub od siebie. Precyzyjne instrumenty na statku kosmicznym GRAIL mierzą te zmiany, a dane zostały wykorzystane do wygenerowania obrazu pola grawitacyjnego Księżyca o wysokiej rozdzielczości.

Mapa grawitacyjna Księżyca stworzona przez Graala. Czerwony oznacza nadmiar masy, a niebieski oznacza braki masy. Źródło obrazu: NASA / JPL-Caltech / MIT / GSFC-Graal ' 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
Mapa grawitacyjna Księżyca stworzona przez Graala. Czerwony oznacza nadmiar masy, a niebieski oznacza braki masy. Kredyt Wizerunkowy: NASA / JPL-Caltech / MIT / GSFC-Grail ’ S Gravity Map of the Moon, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106

jednym z celów naukowych Graala było określenie struktury podpowierzchniowej basenów uderzeniowych i pochodzenia maskotek księżycowych (masowych stężeń.) Badanie to wynika z tego wysiłku i łączy dane Graala z danymi z Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO.)

„Kiedy połączyliśmy dane Graala z danymi topograficznymi księżyca z Lunar Reconnaissance Orbiter, odkryliśmy nieoczekiwanie dużą ilość masy setki mil pod basenem bieguna południowego-Aitken”, powiedział James.

czymkolwiek jest ta gęsta Materia, według Jamesa ściąga podłogę krateru w dół o ponad pół mili. Symulacje komputerowe sugerują, że masa mogła być ogromnym kawałkiem niklu i żelaza, i że to jądro asteroidy uderzyło w Księżyc i utkwiło w górnym płaszczu.

„jednym z wyjaśnień tej dodatkowej masy jest to, że metal z asteroidy, która utworzyła ten Krater, nadal jest osadzony w płaszczu Księżyca”, powiedział James w komunikacie prasowym. Według nowego artykułu, „nadmiar masy obserwowany w płaszczu jest w przybliżeniu równoważny … Żelazno-niklowemu rdzeniowi o średnicy 95 km w płaszczu Księżyca.”

schemat budowy Księżyca. Źródło zdjęcia: Bryan Derksen w Angielskiej Wikipedii-przeniesione z en.wikipedia na Commons By Liftarn using CommonsHelper., Public Domain,
schemat budowy Księżyca. Źródło zdjęcia: Bryan Derksen w Angielskiej Wikipedii-przeniesione z en.wikipedia na Commons By Liftarn using CommonsHelper., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4489173

zrobili obliczenia i matematyka powiedziała…

„zrobiliśmy obliczenia i pokazaliśmy, że wystarczająco rozproszone jądro asteroidy, które spowodowało uderzenie, może pozostać zawieszone w płaszczu Księżyca do dnia dzisiejszego, zamiast tonąć do jądra Księżyca”, powiedział James.

ale to nie jedyna możliwość. To oczywiste.

masa materiału może być reliktem powstawania Księżyca. Możliwe, że jest to koncentracja gęstych tlenków z ostatniego etapu krzepnięcia księżycowego Oceanu magmy. Księżyc powstał około 4,51 miliarda lat temu, prawdopodobnie w wyniku zderzenia Ziemi ze starożytną protoplanetą o nazwie Theia. Krótko po tym, jak uformował się, 4,5 miliarda lat temu, jego oceany magmowe ochłodziły się i zestaliły. Po ochłodzeniu i zestaleniu, jednym z ostatnich tlenków, które powstały, był FeTiO3, znany również jako ilmenit. Jest bardzo gęsty i może tłumaczyć anomalię.

trudno określić dokładny charakter materiału pod basenem uzdrowiskowym. Wydaje się nieprawdopodobne, że ogromne stężenie żelaza i niklu, jeśli tak to jest, Znajduje się tuż pod jednym z największych kraterów uderzeniowych Układu Słonecznego, bez połączenia tych dwóch.

Jeśli to był skutek uderzenia asteroidy, to kiedy to się stało? Jak powiedział James Universe Today: „nie wiemy, ale jeśli Księżyc był zbyt gorący w momencie uderzenia, gęsty metal z rdzenia impaktora prawdopodobnie powinien zatopić się aż do jądra Księżyca, w takim przypadku nie zobaczylibyśmy go.”

zachowana krawędź krateru wokół SPA dostarcza ważnych dowodów na ustalenie czasu uderzenia. Jak powiedział James Universe Today: „Nie zobaczylibyśmy również zachowanej obręczy, gdyby SPA powstało w oceanie magmowym. Dlatego księżyc prawdopodobnie miał szansę nieco ochłodzić się przed tym uderzeniem.”

kolejne zdjęcie basenu bieguna południowego-Aitken z Japońskiej sondy Kaguya. Autor: Ittiz - praca własna, 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
kolejne zdjęcie basenu bieguna południowego-Aitken z Japońskiej sondy Kaguya. Autor: Ittiz-praca własna, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035

różni się od innych kraterów

basen SPA różni się od innych kraterów uderzeniowych na Księżycu. Inne kratery mają wzór anomalii grawitacyjnych, ale SPA nie. James powiedział Universe today, że SPA „ma szeroki obszar słabej grawitacji skorelowany z depresją topograficzną, która jest tworzona przez gęstą anomalię płaszcza obciążającą powierzchnię Księżyca.”

porównanie SPA (po prawej) i basenu orientalnego Księżyca (po lewej.) Zwróć uwagę na wzór bullseye w basenie uderzenia Orientale, ND brak wzoru bullseye w basenie SPA. Źródło obrazu: NASA/Graal's Orientale Basin (left.) Note the bullseye pattern in the Orientale impact basin,a nd the absence of a bullseye pattern in the SPA basin. Image Credit: NASA/GRAIL
porównanie obok siebie SPA (po prawej) i basenu Orientale Księżyca (po lewej.) Zwróć uwagę na wzór bullseye w basenie uderzenia Orientale, ND brak wzoru bullseye w basenie SPA. Źródło obrazu: NASA/Graal

według Jamesa, basen jest „jednym z najlepszych naturalnych laboratoriów do badania katastroficznych zdarzeń, starożytnego procesu, który ukształtował wszystkie skaliste planety i księżyce, które widzimy dzisiaj.”

poznanie tajemnic basenu uzdrowiskowego będzie wymagało więcej pracy. Wykluczenie uderzenia asteroidy lub tlenków z krzepnięcia magmy jako przyczyny anomalii będzie wymagało ulepszonych symulacji. Jak powiedział James Universe Today, ” najlepszym sposobem na wykluczenie jednego lub drugiego scenariusza byłoby wykonywanie nowszych i lepszych symulacji.”

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.