Lani so znanstveniki ponovno preučili seizmične podatke, zbrane s poskusi iz obdobja Apolla, in odkrili, da je spodnji Lunin plašč, del blizu meje jedro-plašč, delno staljen (npr. jedro, Vesolje danes, 6. januar 2011 ). Njihove ugotovitve kažejo, da najnižjih 150 km plašča vsebuje od 5 do 30 % tekoče taline. Na Zemlji bi bila to dovolj taline, da se loči od trdnega, se dvigne in izbruhne na površje. Vemo, da je imela Luna v preteklosti vulkanizem. Torej, zakaj ta lunina talina danes ne izbruhne na površje? Nove eksperimentalne študije na simuliranih luninih vzorcih lahko zagotovijo odgovore.
Domneva se, da so trenutne lunine magme pregoste v primerjavi z okoliškimi kamninami, da bi se dvignile na površje. Tako kot olje na vodi so tudi manj gosta magma vzgona in bo pronicala nad trdno kamnino. Toda, če je magma pregosta, bo ostala tam, kjer je, ali celo potonila.
Zaradi te možnosti je mednarodna skupina znanstvenikov, ki jo vodi Mirjam van Kan Parker z univerze VU v Amsterdamu, preučevala značaj luninih magm. Njihove ugotovitve, ki so bile nedavno objavljene v Journal Nature Geoscience, kažejo, da imajo lunine magme različne gostote, ki so odvisne od njihove sestave.
Gospa van Kan Parker in njena ekipa sta stiskali in segrevali staljene vzorce magme in nato uporabili tehnike absorpcije rentgenskih žarkov za določanje gostote materiala pri različnih tlakih in temperaturah. Njihove študije so uporabljale simulirane lunine materiale, saj se lunini vzorci štejejo za preveč dragocene za tako destruktivno analizo. Njihovi simulanti so modelirali sestavo zelenih vulkanskih stekel Apollo 15 (ki imajo vsebnost titana 0,23 mas. %) in črnih vulkanskih stekel Apollo 14 (ki imajo vsebnost titana 16,4 mas. %).
Vzorci teh simulantov so bili izpostavljeni tlakom do 1,7 GPa (atmosferski tlak na površini Zemlje je 101 kPa ali 20.000-krat nižji od doseženega v teh poskusih). Vendar pa so tlaki v lunini notranjosti še večji in presegajo 4,5 GPa. Tako so bili izvedeni računalniški izračuni za ekstrapolacijo eksperimentalnih rezultatov.
Apollo 15 zelene steklene kroglice. Zasluge: NASA
Skupno delo kaže, da imajo magme z nizko vsebnostjo titana (zelena stekla Apollo 15) pri temperaturah in tlakih, ki jih običajno najdemo v spodnjem luninem plašču, manjšo od gostote okoliškega trdnega materiala. To pomeni, da so plovni, da bi se morali dvigniti na površje in izbruhniti. Po drugi strani pa je bilo ugotovljeno, da imajo magme z visoko vsebnostjo titana (črna stekla Apollo 14) gostoto, ki je približno enaka ali večja od gostote okoliškega trdnega materiala. Ne bi pričakovali, da bi se ti dvignili in izbruhnili.
Ker Luna nima aktivne vulkanske aktivnosti, mora imeti talina, ki se trenutno nahaja na dnu luninega plašča, visoko gostoto. In rezultati gospe van Kan Parker kažejo, da bi morala biti ta talina narejena iz magme z visoko vsebnostjo titana, kot so tiste, ki so oblikovale črna stekla Apollo 14.
Nov pogled na stare podatke je znanstvenikom omogočil več vpogleda v Lunino jedro. Zasluge: znanost
Ta ugotovitev je pomembna, ker naj bi se magme z visoko vsebnostjo titana oblikovale iz izvornih kamnin, bogatih s titanom. Te kamnine predstavljajo ostanke, ki so ostali na dnu lunine skorje, potem ko so bili vsi vzgonski minerali plagioklasa (ki sestavljajo skorjo) stisnjeni navzgor v globalnem oceanu magme. Te kamnine, bogate s titanom, bi zaradi gostote hitro potonile do meje jedra in plašča v primeru prevračanja. Takšen preobrat je bil celo predviden pred več kot 15 leti. Zdaj ti vznemirljivi novi rezultati zagotavljajo eksperimentalno podporo za ta model.
Te goste, s titanom bogate kamnine naj bi imele tudi veliko radioaktivnih elementov, ki ponavadi ostanejo za sabo, ko druge elemente prednostno prevzamejo mineralni kristali. Nastala radiogena toplota zaradi razpada teh elementov bi lahko pojasnila, zakaj so deli spodnjega luninega plašča še vedno dovolj vroči, da se lahko stopijo. Gospa van Kan Parker in njena ekipa nadalje špekulirata, da bi ta radiogena toplota lahko pripomogla k temu, da se lunino jedro delno stopi tudi danes!
Viri:
Rentgenski žarki osvetljujejo lunino notranjost, Science Daily, 19. februar 2012 .
Nevtralna vzgona talin, bogatih s titanom, v globoki lunini notranjosti, van Kan Parker et al. Nature Geoscience, 19. februar 2012, doi: 10.1038 / NGEO1402 .