Rozwikłanie tajemnicy miliardoletnich okazów wydobytych z pokładu Apollo 17.

(Gazeta Dan Tri) - Niewielka próbka Księżyca, ukryta przez ponad 50 lat, okazuje się skrywać wielką tajemnicę.

Kryształ siarki (Zdjęcie: mineral vision/iStock/Getty Images Plus).

Wykrywanie fal uderzeniowych

Naukowcy odkryli cząsteczki pyłu troolitu (cząsteczki mineralne) zebrane przez statek kosmiczny Apollo 17 w 1972 roku. W związku z tym obiekty te mogą być równie stare, a nawet starsze niż Księżyc, będący 4,5-miliardową pozostałością początków Układu Słonecznego.

Planetolog James Dottin z Uniwersytetu Browna (USA) nie krył zaskoczenia: „Moją pierwszą myślą było: »Wow, to nie może być prawda«. Musieliśmy to sprawdzić jeszcze raz, żeby upewnić się, że wszystko jest w porządku, i rzeczywiście tak było. To naprawdę niesamowite wyniki”.

W latach 60. i na początku lat 70. astronauci misji Apollo NASA przywieźli na Ziemię łącznie 382 kg materiału księżycowego. Jednak, mając na uwadze przyszły postęp technologiczny, naukowcy zamknęli niektóre próbki skał w celu ich konserwacji, oczekując na lepsze warunki badań.

Jeden z zachowanych okazów został zbadany przez planetologa Dottina i jego zespół. Naukowcy za pomocą spektrometrii masowej ustalili źródło siarki w próbce.

Siarka jest kluczowym pierwiastkiem dla zrozumienia geologicznej historii obiektu. Może wiązać się z metalami takimi jak żelazo, przemieszczać się między jądrem, płaszczem i atmosferą planety oraz zachowywać ślady izotopowe środowiska, w którym powstała.

Izotopy to wersje pierwiastka o różnej liczbie neutronów. Ich proporcje w materiale różnią się w zależności od sposobu jego produkcji – to rodzaj „chemicznego kodu kreskowego”, którego naukowcy mogą użyć do śledzenia pochodzenia, mechanizmu powstawania i wieku próbki.

Próbki z sondy Apollo 17 73001/2 zawierały fragmenty troilitu, związku żelaza i siarki powszechnie występującego w kosmosie.

Dottin i jego zespół chcą zbadać stosunki izotopowe siarki w troolitach, aby dowiedzieć się więcej o historii Księżyca, ze szczególnym uwzględnieniem cząsteczek, które prawdopodobnie mają pochodzenie wulkaniczne.

Astronauta Harrison Schmitt z Apollo 17 używa instrumentu do pobierania próbek na Księżycu (zdjęcie: NASA).

Nieoczekiwane odkrycia dotyczące siarki-33

Niektóre części próbki wykazywały nieznacznie wyższe stężenia siarki-33, co jest wzorcem izotopowym zgodnym z uwalnianiem gazu wulkanicznego, co przewidzieli Dottin i jego zespół badający księżycowe skały wulkaniczne.

Jednak inne części próbki wykazały odwrotny wynik: proporcja izotopów siarki-33 znacznie się zmniejszyła.

„Wcześniej sądzono, że płaszcz Księżyca ma skład izotopowy siarki podobny do ziemskiego” – wyjaśnił Dottin. „Spodziewałem się tego, analizując te próbki, ale zamiast tego znaleźliśmy wartości, które bardzo różnią się od tych, które znaleźliśmy na Ziemi”.

Naukowcy nigdy nie widzieli okazu księżycowego o takim stosunku izotopów, a sposobów jego powstania jest bardzo mało.

Ten poziom zubożenia siarki-33 sugeruje interakcję między siarką a promieniowaniem ultrafioletowym w cienkiej atmosferze, co stwarza dwie intrygujące możliwości. Obie sugerują, że troilit jest starożytnym minerałem.

Dwie hipotezy na temat pochodzenia starożytnej siarki.

Pierwsza możliwość jest taka, że ​​siarka powstała na samym Księżycu, mniej więcej w czasie, gdy badania wykazały istnienie oceanu magmy pokrywającego rodzący się Księżyc. Wraz z ochładzaniem i krystalizacją tego oceanu, siarka-33 mogła wyparować z powierzchni do pierwotnej atmosfery Księżyca, pozostawiając po sobie cięższe izotopy.

Druga hipoteza jest jeszcze bardziej intrygująca. Wiodąca hipoteza dotycząca powstania Księżyca głosi, że wczesna Ziemia została uderzona przez obiekt wielkości Marsa, zwany Theią, w okresie chaosu we wczesnym Układzie Słonecznym.

Niektóre teorie zakładają, że powstałe fragmenty pozostały na orbicie Ziemi, łącząc się i tworząc Księżyc, podczas gdy część Thei zniknęła we wnętrzu Ziemi.

Jednak części Thei mogą również pozostać na Księżycu. Naukowcy sugerują, że jej specyficzna księżycowa siarka również może pochodzić z Thei.

Nie da się powiedzieć, który scenariusz jest bardziej prawdopodobny, ale mimo to możemy rozważyć jego implikacje. Jeśli siarka uległa fotochemicznej przemianie, może to świadczyć o starożytnej wymianie materii między powierzchnią Księżyca a płaszczem, powiedział Dottin.

„Na Ziemi mamy tektonikę płyt, która to umożliwia, ale na Księżycu nie” – wyjaśnił Dottin. „Dlatego idea pewnego rodzaju mechanizmu wymiany na wczesnym Księżycu jest fascynująca”.

Obecność nietypowej siarki może również obalić hipotezę, że Księżyc powstał z radioaktywnego pyłu powstałego w wyniku zderzenia Ziemi z Teją. Gdyby tak było, siarka byłaby równomiernie rozłożona w całym płaszczu Księżyca.

Planetolog James Dottin używa spektrometru masowego jonów wtórnych do analizy próbek księżycowych zebranych przez Apollo 17 (zdjęcie: Brown University).

To obiecujące odkrycie, a przecież to tylko próbka przechowywana w komorze helowej od lat 70. XX wieku. Jednak rozwiązanie tej zagadki prawdopodobnie będzie wymagało pozyskania większej liczby próbek spoza Ziemi: z Księżyca, Marsa, a być może nawet z asteroid, a ich zebranie zajmie nam sporo czasu.

Bez względu na ich pochodzenie, cząstki te zawierają najdziwniejszy i najstarszy ślad siarki, jaki kiedykolwiek znaleziono na Księżycu, słaby ślad, który prowadzi nas wstecz do samego początku Układu Słonecznego.

Source: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-ma-bi-an-mau-vat-hang-ti-nam-tuoi-lay-ve-tu-tau-apollo-17-20251126224829147.htm