en av de största kratrarna i solsystemet är på vår måne. Det kallas South Pole-Aitken (SPA) bassängen och det är 2500 km (1600 mi) i diameter och 13 km (8,1 mi) djupt. En ny studie säger att bassängen kan innehålla en enorm bit metall som är större än Hawaii Big Island.studien, med titeln ”Deep Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin”, publiceras i Geophysical Research Letters. Det är huvudförfattare är Peter B. James, biträdande Professor i Planetgeophysics i Baylor ’ s College of Arts & Sciences. Den är baserad på data från NASA: s Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) uppdrag.

SPA-bassängen är den största universellt erkända slagkratern i solsystemet. Det kan inte ses från jorden eftersom det är på den bortre sidan av månen. Det är ovalt format, och om det var på jorden skulle det sträcka sig från Waco, Texas till Washington, DC. Med ett djup på 13 km (8,1 mi) är kratern ungefär sex gånger djupare än den är bred. Dess status som en av de äldsta, välbevarade strukturerna på månen gör SPA-bassängen till ett ämne av stort vetenskapligt intresse.

begravd under denna gigantiska Krater är en enorm bit av metall.

en falsk färggrafik på månens bortre sida som visar slagkratern. Bildkredit: NASA / Goddard Space Flight Center / University of Arizona

” Tänk dig att ta en hög med metall fem gånger större än den stora ön Hawaii och begrava den under jord. Det är ungefär hur mycket oväntad massa vi upptäckte”, säger huvudförfattaren Peter B. James.

massan är sannolikt hundratals mil under månytan, men som papperet säger, ”Det kan vara en stor densitetsanomali fördelad över ett blygsamt djupområde, eller det kan vara en subtil densitetsanomali fördelad över mantelns djup.”

den här bilden visar överskott av mantelmassa per ytenhet. Ett stort överskott av massa i södra inre av Sydpolen-Aitken-bassängen sammanfaller med den centrala fördjupningen, som beskrivs här med en streckad grå cirkel. Svarta linjer markerar de bäst passande ellipserna för Sydpolen-Aitken basin inre ring, yttre ring och yttre scarp. Bild kredit: James et. al., 2019.

NASAs GRAIL-uppdrag lanserades 2011 och tillbringade ungefär ett år på att kartlägga månens gravitation innan den kraschade in i Månen i en sista manöver. GRAIL använde två rymdfarkoster i samma månbana. De kallades GRAIL-A och GRAIL-B, eller Ebb och flöde. när EBB och flöde flög över områden med olika massor, rörde de sig lite mot eller bort från varandra. Precisionsinstrument på Grail rymdfarkosten mäter dessa förändringar och data användes för att generera en högupplöst bild av månens gravitationsfält.

gravitationskartan över månen skapad av Graal. Rött representerar massöverskott och blått representerar massbrister. Bildkredit: av NASA/JPL-Caltech/MIT/GSFC - grails Gravitationskarta över månen, Public Domain,'s Gravity Map of the Moon, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106
Gravitationskartan över månen skapad av GRAIL. Rött representerar massöverskott och blått representerar massbrister. Bild Kredit: Av NASA / JPL-Caltech/MIT/GSFC – grails Gravitationskarta över månen, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106

ett av grails vetenskapliga mål var att bestämma underytans struktur av slagbassänger och ursprunget till månmaskoner (masskoncentrationer.) Denna studie härrör från den ansträngningen och kombinerar GRAILDATA med data från Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO.)

”När vi kombinerade den GRAILDATA med måntopografidata från Lunar Reconnaissance Orbiter upptäckte vi den oväntat stora mängden massa hundratals mil under Sydpolen-Aitken-bassängen”, sa James.

vad den täta materien än är, drar den golvet i kratern ner med mer än en halv mil, enligt James. Datorsimuleringar tyder på att massan kan vara en enorm bit nickel och järn, och att det var kärnan i en asteroid som slog månen och stannade i den övre manteln.

”en av förklaringarna till denna extra massa är att metallen från asteroiden som bildade denna Krater fortfarande är inbäddad i månens mantel”, sa James i ett pressmeddelande. Enligt det nya papperet är ” den överskottsmassa som observeras i manteln ungefär ekvivalent med … en järn-nickelkärna med 95 km diameter i månens mantel.”

en schematisk bild av månens struktur. Bildkredit: av Bryan Derksen på engelska Wikipedia-Överförd från en.wikipedia till Commons av Liftarn använder CommonsHelper., Public Domain,
en schematisk bild av månens struktur. Bildkredit: av Bryan Derksen på engelska Wikipedia-Överförd från en.wikipedia till Commons av Liftarn använder CommonsHelper., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4489173

de gjorde matten och Matten sa…

” Vi gjorde matten och visade att en tillräckligt spridd kärna av asteroiden som gjorde påverkan kunde förbli suspenderad i månens mantel fram till idag, snarare än att sjunka till månens kärna”, sa James.

men det är inte den enda möjligheten. Bara den uppenbara.

massan av material kan vara en relik av månens bildning. Det är möjligt att det är en koncentration av täta oxider från det sista steget av lunar magma ocean stelning. Månen bildades för cirka 4,51 miljarder år sedan, förmodligen som ett resultat av att jorden kolliderade med en gammal protoplanet som heter Theia. Strax efter att den bildades, för 4, 5 miljarder år sedan, kyldes och stelnade dess magmahav. När de kyldes och stelnade, skulle en av de sista oxiderna som bildades ha varit FeTiO3, även känd som ilmenit. Det är väldigt tätt och kan förklara avvikelsen.

det är svårt att bestämma materialets exakta natur under SPA-bassängen. Det verkar extremt osannolikt att en enorm koncentration av järn och nickel, om det är vad det är, ligger precis under ett av solsystemets största slagkratrar, utan att de två är anslutna.

om det var resultatet av en asteroidpåverkan, när hände det? Som James berättade Universe Today, ” vi vet inte, men om månen var för varm vid tidpunkten för påverkan, borde den täta metallen från slagkärnan troligen ha sjunkit hela vägen ner till månens kärna, i vilket fall vi inte skulle se det.”

den bevarade kraterkanten runt SPA ger viktiga bevis för att fastställa tiden för påverkan. Som James berättade Universe Today, ” vi skulle inte heller se en bevarad kant om SPA bildades i ett magmahav. Därför hade månen sannolikt en chans att svalna något innan denna inverkan hände.”

en annan bild av Sydpolen-Aitken-bassängen från Japans Kaguya-sond. Av Ittiz-eget arbete, 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
en annan bild av Sydpolen-Aitken-bassängen från Japans Kaguya-sond. By Ittiz – eget arbete, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035

det är annorlunda än andra kratrar

SPA-bassängen skiljer sig från andra slagkratrar på månen. Andra kratrar har ett bulls-eye – mönster av gravitationsanomalier, men SPA gör det inte. James berättade Universe today att SPA ” har en bred region med svag gravitation korrelerad med en topografisk depression som skapas av den täta mantelanomali som väger ner månens yta.”

en sida vid sida jämförelse av SPA (höger) och månens Orientale Basin (vänster.) Notera bullseye-mönstret i Orientale impact basin,och frånvaron av ett bullseye-mönster i SPA-bassängen. Bildkredit: NASA/GRAIL'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
en sida vid sida jämförelse av SPA (höger) och månens Orientale Basin (vänster.) Notera bullseye-mönstret i Orientale impact basin,och frånvaron av ett bullseye-mönster i SPA-bassängen. Bildkredit: NASA/GRAIL

enligt James är bassängen ” ett av de bästa naturliga laboratorierna för att studera katastrofala påverkanshändelser, en gammal process som formade alla steniga planeter och månar vi ser idag.”

att låsa upp Spa-bassängens hemligheter kommer att kräva mer arbete. Att utesluta antingen en asteroidpåverkan eller oxider från magma-stelning som orsak till anomali kommer att kräva förbättrade simuleringar. Som James berättade Universe Today, ” det bästa sättet att utesluta ett scenario eller det andra skulle vara att utföra nyare och bättre simuleringar.”

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.