To Pojasni marsikaj. Največji lunin krater ima vgrajen kos kovine, ki je 5-krat večji od velikega otoka Hawaii
Eden največjih kraterjev v Osončju je na naši Luni. Imenuje se kotlina South Pole-Aitken (SPA) in ima 2500 km (1600 milj) v premeru in 13 km (8,1 mi) globoko. Nova študija pravi, da lahko bazen vsebuje ogromen kos kovine, ki je večji od Havajskega Velikega otoka.
Študija z naslovom ' Globoka struktura lunarnega južnega tečaja - bazena Aitken ,«je objavljeno v Geophysical Research Letters. Njegov glavni avtor je Peter B. James, docent za planetarno geofiziko na Baylor's College of Arts & Sciences. Temelji na podatkih Nase Laboratorij za gravitacijsko obnovitev in notranji laboratorij (GRAIL) misija.
SPA bazen je največji splošno priznan udarni krater v Osončju. Z Zemlje ga ni mogoče videti, ker je na drugi strani Lune. Je ovalne oblike in če bi bil na Zemlji, bi se raztezal od Wacoa v Teksasu do Washingtona, DC. Z globino 13 km (8,1 milje) je krater približno šestkrat globlji, kot je širok. Zaradi statusa ene najstarejših, dobro ohranjenih struktur na Luni je SPA bazen predmet velikega znanstvenega zanimanja.
Pod tem ogromnim kraterjem je zakopan ogromen kos kovine.
Lažna grafika skrajne strani Lune, ki prikazuje udarni krater. Zasluge za sliko: NASA/Goddard Space Flight Center/Univerza v Arizoni
»Predstavljajte si, da vzamete kup kovine, petkrat večji od Velikega otoka Havajev, in ga zakopljete pod zemljo. Približno toliko nepričakovane mase smo zaznali,« je povedal glavni avtor Peter B. James.
Masa je verjetno na stotine milj pod lunino površino, a kot piše v prispevku: 'Lahko gre za anomalije velike gostote, porazdeljene po skromnem razponu globin, ali pa za subtilno anomalijo gostote, porazdeljeno po celotni globini plašča. ”
Ta slika prikazuje presežek mase plašča na enoto površine. Velik presežek mase v južni notranjosti porečja južnega pola-Aitken sovpada z osrednjo depresijo, ki je tukaj označena s črtkanim sivim krogom. Črne črte označujejo elipse, ki se najbolje prilegajo za notranji obroč, zunanji in zunanji obroč bazena Južni pol-Aitken. Zasluge za sliko: James et. al., 2019.
Nasina misija GRAIL se je začela leta 2011 in je približno eno leto preslikala Lunino gravitacijo, preden je v enem zadnjem manevru strmoglavila v Luno. GRAIL je uporabil dve vesoljski plovili v isti lunini orbiti. Imenovali so se GRAIL-A in GRAIL-B ali oseka in tok.
Ko sta EBB in FLOW letela nad območji z različnimi masami, sta se nekoliko premaknila drug proti drugemu. Natančni instrumenti na vesoljskem plovilu GRAIL merijo te spremembe in podatki so bili uporabljeni za ustvarjanje slike visoke ločljivosti Luninega gravitacijskega polja.
Gravitacijski zemljevid Lune, ki ga je ustvaril GRAIL. Rdeča predstavlja presežke mase, modra pa pomanjkanje mase. Zasluge slike: NASA/JPL-Caltech/MIT/GSFC – GRAIL-ov gravitacijski zemljevid Lune, javna domena, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106
Eden od GRAIL-ovih znanstvenih ciljev je bil določiti podzemno strukturo udarni bazeni in izvor lune maškone (masne koncentracije.) Ta študija izhaja iz tega truda in združuje podatke GRAIL s podatki iz Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO.)
'Ko smo te podatke GRAIL združili s podatki o lunini topografiji iz Lunar Reconnaissance Orbiter, smo odkrili nepričakovano veliko maso na stotine milj pod kotlino Južnega pola-Aitken,' je dejal James.
Ne glede na to, kakšna gosta snov je, po Jamesu vleče dno kraterja navzdol za več kot pol milje. Računalniške simulacije kažejo, da bi bila masa lahko ogromen kos niklja in železa ter da je bilo jedro asteroida, ki je udaril v Luno in se zalegel v zgornji plašč.
'Ena od razlag te dodatne mase je, da je kovina iz asteroida, ki je oblikoval ta krater, še vedno vgrajena v Lunin plašč,' je dejal James v izjava za javnost . V skladu z novim dokumentom je 'presežna masa, opažena v plašču, približno enaka ... železo-nikljevemu jedru s premerom 95 km v Luninem plašču.'
Shema strukture Lune. Zasluge za sliko: Bryan Derksen na angleški Wikipediji – Liftarn je prenesel iz en.wikipedia v Commons z uporabo CommonsHelper., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4489173
Naredili so matematiko in matematika je rekla …
'Naredili smo matematiko in pokazali, da lahko dovolj razpršeno jedro asteroida, ki je povzročilo udar, ostane v Luninem plašču vse do danes, namesto da bi se potopilo v Lunino jedro,' je dejal James.
Vendar to ni edina možnost. Samo očitno.
Masa materiala bi lahko bila relikt Luninega nastajanja. Možno je, da gre za koncentracijo gostih oksidov iz zadnje faze strjevanja lunine magme v oceanu. Luna je nastala pred približno 4,51 milijardami let, verjetno kot posledica trka Zemlje s starodavnim protoplanetom, imenovanim Theia . Kmalu po oblikovanju, pred 4,5 milijarde let, so se oceani magme ohladili in strdili. Ko so se ohladili in strdili, bi bil eden zadnjih nastalih oksidov FeTiO3, znan tudi kot ilmenit . Je zelo gosto in bi lahko razložilo anomalijo.
Težko je določiti natančno naravo materiala pod bazenom SPA. Zdi se zelo malo verjetno, da bi bila ogromna koncentracija železa in niklja, če je to, kar je, tik pod enim največjih udarnih kraterjev Osončja, ne da bi bila oba povezana.
Če je bil to posledica udarca asteroida, kdaj se je to zgodilo? Kot je povedal James za Universe Today: 'Ne vemo, toda če je bila Luna v času udarca prevroča, bi se gosta kovina iz udarnega jedra verjetno morala potopiti vse do Luninega jedra, v tem primeru tega ne bi videli.'
Ohranjen rob kraterja okoli SPA je pomemben dokaz za določitev časa udarca. Kot je James povedal za Universe Today: »Prav tako ne bi videli ohranjenega roba, če bi se SPA oblikoval v oceanu magme. Zato se je Luna verjetno imela možnost nekoliko ohladiti, preden se je zgodil ta udar.
Še ena slika porečja južnega pola-Aitken iz japonske sonde Kaguya. Avtor Ittiz – Lastno delo, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035
Je drugačen od drugih kraterjev
Bazen SPA se razlikuje od drugih udarnih kraterjev na Luni. Drugi kraterji imajo vzorec gravitacijskih anomalij, SPA pa ne. James je danes za Universe povedal, da ima SPA 'široko območje šibke gravitacije, povezano s topografsko depresijo, ki jo ustvari anomalija gostega plašča, ki obteži površino Lune.'
Vzporedna primerjava SPA (desno) in Luninega orientalskega bazena (levo). Upoštevajte vzorec mehkega očesa v udarnem bazenu Orientale in odsotnost vzorca jabuka v bazenu SPA. Zasluge slike: NASA/GRAIL
Kot pravi James, je bazen 'eden najboljših naravnih laboratorijev za preučevanje katastrofalnih vplivov, starodavnega procesa, ki je oblikoval vse skalnate planete in lune, ki jih vidimo danes.'
Odklepanje skrivnosti SPA bazena bo zahtevalo več dela. Izključitev udarca asteroida ali oksidov zaradi strjevanja magme kot vzroka anomalije bo zahtevala izboljšane simulacije. Kot je James povedal za Universe Today, bi bil najboljši način za izključitev enega ali drugega scenarija izvesti novejše in boljše simulacije.
Viri:
- Izjava za javnost: Masovna anomalija, odkrita pod največjim luninim kraterjem
- Raziskovalna naloga: Globoka struktura Luninega južnega tečaja? Aitken Basin
- Vnos Wikipedije: Južni pol – kotlina Aitken
- NASA: Misija GRAIL