בשנה שעברה בדקו מדענים עוד את הנתונים הסייסמיים שנאספו על ידי ניסויי עידן אפולו וגילו כי המעטפת התחתונה של הירח, החלק הסמוך לגבול המעטפת הליבה, מותכת בחלקה (למשל, אפולו נתונים חוזרים על מנת לספק קריאות מדויקות על הירח של ירח Core, מגזין החלל, 6 בינואר, 2011). ממצאי המחקר מצביעים על כך ש -150 ק"מ הנמוכים ביותר של המעטפת מכילים ממיסים נוזלים של 5 עד 30%. על כדור הארץ זה יהיה מספיק להמיס כדי שהוא יפרד מהמוצק, יעלה למעלה ויתפרץ לפני השטח. אנו יודעים שלירח היה וולקניזם בעבר. אז מדוע נמס הירח הזה לא מתפרץ על פני השטח כיום? מחקרים ניסויים חדשים על דגימות ירח מדומות עשויים לספק את התשובות.
על פי החשד, תעלות הירח הנוכחיות צפופות מדי בהשוואה לסלעים שסביבן, לעלות אל פני השטח. ממש כמו שמן על מים, מגמות פחות צפופות הן צפות ויתגלו מעל הסלע המוצק. אבל, אם המאגמה צפופה מדי, היא תישאר במקומה או אפילו תטבע.
מונע על ידי אפשרות זו, צוות בינלאומי של מדענים, בראשות מירג'ם ואן קאן פרקר מאוניברסיטת VU באמסטרדם, חקר את אופיים של מגמות ירח. הממצאים שלהם, שפורסמו לאחרונה בכתב העת Journal Nature Geoscience, מראים שלתופעות הירח יש מגוון של צפיפות התלויות בהרכב שלהן.
גב 'ואן קאן פרקר וצוותה סחטו וחוממו דגימות מותכות של מאגמה ואז השתמשו בטכניקות ספיגת רנטגן בכדי לקבוע את צפיפות החומר בטווח לחצים וטמפרטורות. המחקרים שלהם השתמשו בחומרים ירחיים מדומים, שכן דגימות ירח נחשבות בעלות ערך רב מדי לניתוח כה הרסני. הסימולנטים שלהם עיצבו את ההרכב של אפולו 15 משקפיים געשיים ירוקים (שיש להם תכולת טיטניום של 0.23% במשקל) ואת אפולו 14 משקפיים געשיים שחורים (שיש להם תכולת טיטניום של 16.4% במשקל).
דגימות של סימולנטים אלה הופעלו בלחצים של עד 1.7 GPa (לחץ אטמוספרי, על פני כדור הארץ, הוא 101 kPa, או פי 20,000 פחות ממה שהושג בניסויים אלה). עם זאת, הלחצים בפנים הירחיים גדולים אף יותר, ועולים על 4.5 גפ"א. אז, נערכו חישובי מחשב כדי להיחלץ מתוצאות הניסוי.
היצירה המשולבת מראה כי בטמפרטורות ולחצים שנמצאים בדרך כלל במעטפת הירח התחתון, מגמות בעלות תכולה נמוכה של טיטניום (כוסות ירוקות של אפולו 15) הן בעלות צפיפות פחותה מהחומר המוצק שמסביב. משמעות הדבר היא שהם מלאי ציפה, צריכים לעלות לפני השטח ולהתפרץ. לעומת זאת, למגמות עם תכולה גבוהה של טיטניום (אפולו 14 כוסות שחורות) נמצאו צפיפות השווה בערך לחומר המוצק שמסביב או גדול יותר. אלה לא היו צפויים לעלות ולהתפרץ.
מכיוון שלירח אין פעילות וולקנית פעילה, להמסה שנמצאת כיום בתחתית מעטפת הירח חייבת להיות בצפיפות גבוהה. והתוצאות של גב 'ואן קאן פרקר מציעות כי להמיס זה צריך להיות עשוי ממגמות טיטניום גבוהות, כמו אלה שיצרו את הכוסות השחורות של אפולו 14.
ממצא זה הוא משמעותי מכיוון שנחשבים שמג'מות טיטניום גבוהות נוצרו מסלעי מקור עשירים בטיטניום. סלעים אלה מייצגים את השקעים שנותרו בבסיס קרום הירח, לאחר שכל המינרלים הפלגיוכליזים הצופים (שמרכיבים את הקרום) נדחסו כלפי מעלה באוקיאנוס מאגמה עולמי. בהיותם צפופים, הסלעים העשירים בטיטניום היו שוקעים במהירות עד גבול מעטפת הליבה באירוע הפוך. התהפכות כזו אף הוצגה לפני למעלה מ 15 שנה. כעת, התוצאות החדשות והמלהיבות הללו מספקות תמיכה ניסיונית למודל זה.
בסלעים צפופים ועשירים בטיטניום צפויים להיות גם הרבה יסודות רדיואקטיביים, הנוטים להישאר מאחור כאשר אלמנטים אחרים תופסים עדיפות על ידי גבישים מינרליים. החום הרדיוגני שהתקבל בעקבות התפרקותם של אלמנטים אלה יכול להסביר מדוע חלקים במעטפת הירח התחתונה עדיין מספיק חמים כדי להתיך. גב 'ואן קאן פרקר וצוותה משערים כי החום הרדיוגני הזה יכול לעזור גם לשמור על גרעין הירח נמס בחלקו גם היום!
מקורות:
צילומי רנטגן מאירים את פנים הירח, Science Daily, 19 בפברואר, 2012.
ציפה ניטראלית של נמסים עשירים בטיטניום בפנים הירחיים העמוקים, ואן קאן פרקר ואח '. Nature Geoscience, 19 בפברואר 2012, doi: 10.1038 / NGEO1402.
