2020.09.08.

Mitől rozsdásodik a Hold?

A Mars a vörösségét a vas-oxidnak köszönheti, ez egyúttal a múltja víz- és oxigéngazdagságát is jelzi, azonban a légkör nélküli Hold esetében nem tudunk ilyen időszakról. Ennek ellenére, egy új tanulmányban a Csandraján-1 holdszonda már oda-vissza, sőt, átlósan is többször is elemzett, holdi vízkészletet is mutató adatait ismételten elemezve új következtetéseket vont le egy amerikai kutatócsoport: a Hold egyes részeinek talajösszetétele jelentősen eltér a többi régióétól. A NASA JPL által épített műszer, a Moon Mineralogy Mapper, röviden M3 segítségével tárták fel 2008-ban azt, hogy hol is van a holdi víz, azonban most a Hold felszínéről visszaverődő fény spektrumának ismételt elemzése során rábukkantak a hematit (Fe2O3) egyértelmű jeleire is. A hematit gyakorlatilag rozsda, a kialakulásához vízre és oxigénre van szükség, azonban a Holdon se folyékony víz, se oxigén nincs., ráadásul a napszéllel érkező hidrogén redukálja a vas-ionokat, vagyis jelentősen csökkenti a hematit kialakulásának esélyét.

Akkor mégis mitől rozsdásodhat a Hold?
A hematit a kráterek kelet, és az egyenlítő irányába néző magaslatain található, és sokkal jelentősebb a mennyisége a Hold felénk néző oldalán, mint a túloldalon. Ebből az embernek rögtön eszébe jut, hogy akkor talán a földi oxigénhez lehet köze a hematit kialakulásának?

2017-ben derült fény arra, hogy a Föld mágneses uszálya segítségével a felső légkörünkből oxigén jut át a Hold felszínére, bár akkor ez a felfedezés a Föld korai légkörének tanulmányozhatóságáról szólt, a tény, hogy van átjáró köztünk és kísérőnk közt, még tény marad. A hematit viszonylag kevés oxigén mellett is kialakul, más ásványtípusokba tartozó vas-oxidokhoz jelentősebb mennyiségű oxigénre lenne szükség. Amellett, hogy a mágneses uszályunk a földi oxigént átszállítja a Holdra, további jótékony hatása is van a hematit képződését illetően: óvja a napszéltől a Hold érintett részét, ezzel megakadályozza, hogy a regolitban lévő vas ionokat a napszéllel érkező hidrogén redukálja.

Az M3 műszer adatai alapján a kutatók úgy vélik, hogy a hematit szemcséi nagyságrendileg akkorák lehetnek, mint maga a regolit is, 1-10, esetleg 10-20 mikron körüli méretet valószínűsítenek leginkább esélyesnek a kutatók, ehhez néhány, maximum 10 tömegszázalék hematit szükséges azokon a pontokon, ahol az M3 műszere kimutatta a vegyület jelenlétét.
A reakcióhoz a Holdon meglévő vason, és a Földről odaszökő oxigénen túl kell ugye víz is, mégpedig nem jég formájában – erre vajon milyen ötletük van a kutatóknak?

Úgy vélik, hogy a bolygóközi por szemcséinek folyamatos becsapódása által keltett hő és por játszik ebben szerepet. A szenes kondrit jellegű objektumok becsapódásával víz is „keletkezik”, ezt a kutatók a NASA nagysebességű becsapódásokat szimulálni képes laborjában vizsgálták, 5 km/s sebességgel lőttek a szenes kondritok analógjaként számon tartott anyagot a regolitot utánzó horzsakőre. Maguk a beérkező porszemcsék is hordoznak valamennyi vizet, a becsapódás hője pedig megnöveli az oxidáció mértékét, így a hematit kialakulásához egyes helyzetekben kimondottan kedvezőek a körülmények. A szimulációk azt mutatták, hogy a keletre és az egyenlítő felé néző magaslatok több bolygóközi porszemcse becsapódását élik át, vagyis pont azok a helyek, ahol a hematit előfordult a Csandraján-1 mérései szerint. Az ideális helyzet az, amikor a Földről eredő oxigén, és a becsapódások során érkező vagy felszabaduló víz a kétszeresen pozitív vas-ionokkal egyszerre van jelen egy adott ponton.

Nem egészen világos még, hogy a Hold túlsó oldalán, ahova a földi eredetű oxigén nem igazán jut el, miként lehet mégis hematit? Nem egyértelmű az sem, hogy a Föld mágneses uszályában utazó oxigén beérkezésében van-e különbség a holdi szélességi övek szerint. Ami bizonyos, hogy a magasabb szélességeken, ahol ugye a víz mennyisége nagyobb, csökken a porszemcsék becsapódása, ez csökkenti a hematit kialakulása lehetőségét, viszont szintén csökken a napszél reduktív hatása e régiókban, így ez pedig növeli a hematit fennmaradási esélyeit. Ezzel függhet össze az is, hogy miért nincs hematit a lapályokon, vagy a kráterek belső, kevésbé meredek részein: ha itt képződik is, akkor a napszél reduktív hatása miatt nem képes hosszú ideig fennmaradni a molekula.

A későbbiek során, a Hold felszínén végzett vizsgálatok igazolhatják majd ezt az elméletet pl. azzal, hogy a hematit oxigénizotóp-arányait összevetik a földi légkörével. Ahogy azt a 2017-es tanulmány is megjegyezte, ez az izotópvizsgálat a földi légkör korábbi oxigéntartalmáról is árulkodhat majd, ha a méréseket a különböző korokban keletkezett holdkrátereknél végezzük el.

A holdkutatás közeljövőben folytatódó izgalmas időszakához hozzájárul majd az M3 műszernek a továbbfejlesztett változata, a HVM3, amely majd az apró (180 kg-nál kisebb tömegű) műholdak közé tartozó Lunar Trailblazer műszere lesz, a szonda valamikor 2022-2024 körül kelhet majd útra a Hold körüli munkahelyére.

A kutatás eredménye a Science Advances hasábjain jelent meg szeptember 2-án, a teljes cikk olvasható, valamint a JPL híre itt.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)
Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: