Νέα ανάλυση από την NASA σε σεληνιακά πετρώματα οδηγεί σε μια σημαντική ανακάλυψη για το πώς διαμορφώθηκε η Γη και η Σελήνη
Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Σικάγο μετρούν ισότοπα Ρουβιδίου για να δημιουργήσουν ενα ικανοποιητικό μοντέλο για το σχηματισμό της Σελήνης.
Οι περισσότεροι άνθρωποι αναγνωρίζουν το ρουβίδιο, όπως το μοβ χρώμα στα πυροτεχνήματα, αλλά το "σκοτεινό" αυτό μέταλλο βοήθησε δύο επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Σικάγο να προτείνουν μια θεωρία για το πώς σχηματίστηκε το φεγγάρι μας.
Η μελέτη αυτή έγινε στο εργαστήριο του καθηγητή Nicolas Dauphas, του οποίου η πρωτοποριακή έρευνα μελετά την ισοτοπική σύσταση βράχων από τη Γη και τη Σελήνη. Με τη νέα αυτή μελέτη ο καθηγητής Dauphas μέτρησε το ρουβίδιο σε αμφότερα τα πλανητικά σώματα και δημιούργησε ένα νέο μοντέλο για να εξηγήσει τις διαφορές τους. Η ανακάλυψη αποκαλύπτει νέες ιδέες σε ένα αίνιγμα σχετικά με το σχηματισμό της Σελήνης το οποίο απασχολεί το πεδίο της σεληνιακής επιστήμης την τελευταία δεκαετία, γνωστό ως «σεληνιακή ισοτοπική κρίση (lunar isotopic crisis)».
Η κρίση αυτή ξεκίνησε όταν νέες μέθοδοι δοκιμών αποκάλυψαν ότι οι βράχοι της Γης και της Σελήνης έχουν εντυπωσιακά παρόμοια επίπεδα ορισμένων ισοτόπων, αλλά πολύ διαφορετικά επίπεδα σε άλλα ισότοπα. Αυτό φέρνει σύγχυση στα δύο μείζονα σενάρια σχετικά με το πώς σχηματίστηκε ο φυσικός μας δορυφόρος: το ένα είναι ότι ένα γιγαντιαίο αντικείμενο χτύπησε τη Γη αποσπώντας της ένα κομμάτι το οποίο βρέθηκε στο διάστημα σχηματίζοντας σταδιακά το φεγγάρι μας (οπότε η Σελήνη θα έπρεπε να έχει μία τελείως διαφορετική σύνθεση, κυρίως τα υπολείμματα από το ξένο αντικείμενο ), και το άλλο είναι ότι αυτό το αντικείμενο κατέστρεψε ολοσχερώς τη Γη, και τα δυο ουράνια σώματα τελικά σχηματίστηκαν από τα προκύπτοντα συντρίμμια τα θρύψαλα αν θέλετε (στην οποία περίπτωση οι δύο συνθέσεις πρέπει να είναι σχεδόν πανομοιότυπες).
"Υπάρχει σαφώς κάτι που λείπει εκεί", δήλωσε η Nicole Nie, PhD'19, και πρώτη συγγραφέας της μελέτης αυτής, η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Astrophysical Journal Letters. Πρόκειται για μια πρώην μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο εργαστήριο του Dauphas, και η οποία βρίσκεται τώρα στο Ίδρυμα για την Επιστήμη του Carnegie.
Ο καθηγητής Nicolas Dauphas (δεξιά) και η Nicole Nie, PhD'19, χρησιμοποιούν δείγματα σεληνιακών πετρωμάτων από τις αποστολές Απόλλων, έτσι ώστε για να προσπαθήσουν να αποκωδικοποιήσουν την ηλικία και τη σύνθεση της Σελήνης. Πιστοποίηση: Φωτογραφία του Joe Sterbenc
Το ρουβίδιο είναι από μια οικογένεια στοιχείων η οποία εμφανίζεται σταθερά με διαφορετικές αναλογίες ισοτόπων στη Σελήνη συγκριτικά με τη Γη. Όταν η Nie εξέτασε τα σεληνιακά πετρώματα, διαπίστωσε ότι στην πραγματικότητα περιέχουν λιγότερα από τα ελαφριά ισότοπα του ρουβιδίου και πιο βαριά από τα γήινα πετρώματα.
"Δεν υπήρχε πραγματικά κανένα πλαίσιο για το πώς συνέβη η διαφορά αυτή", δήλωσε ο Dauphas, καθηγητής στο Τμήμα Γεωφυσικών Επιστημών. "Έτσι αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε ένα τέτοιο πλαίσιο."
Ξεκίνησαν από την ιδέα ότι τόσο η Γη όσο και το γιγαντιαίο αντικείμενο εξατμίστηκαν μετά την σύγκρουσή. Σε αυτό το σενάριο, μια μάζα που αργότερα θα γίνει Γη, ενώνεται αργά, και γύρω από αυτή τη μάζα σχηματίζεται ένας εξωτερικός δακτύλιος από συντρίμμια. Είναι ακόμα τόσο ζεστή, σχεδόν 6.000 βαθμούς Φαρενάιτ (3315.556℃), όπου ο δακτύλιος αυτός (από τα συντρίμμια) είναι πιθανώς ένα αεριώδες εξωτερικό στρώμα ατμού, το οποίο περιβάλλει έναν πυρήνα υγρού μάγματος.
Με την πάροδο του χρόνου, οι Nie και Dauphas υποθέτουν ότι τα ελαφρύτερα ισότοπα στοιχείων όπως το Ρουβίδιο εξατμίζονται πιο εύκολα. Αυτά συμπυκνώνονται στη Γη, ενώ τα υπόλοιπα βαρύτερα ισότοπα που απομένουν στο δακτύλιο τελικά σχηματίζουν τη Σελήνη.
Το στοιχείο αυτό έδειξε περισσότερα στην Nie και στον Dauphas για το πως θα φαινόταν η πρώιμη Σελήνη και η πρώιμη Γη. Επειδή γνωρίζουν επακριβώς πόσο περισσότερα από τα ελαφρύτερα ισότοπα εξατμίζονται, εργάζονταν προς τα "πίσω" για να ανακαλύψουν πόσο κορεσμένο ήταν το στρώμα ατμών - όσο πιο κορεσμένο ήταν, τόσο πιο αργή ήταν η εξάτμιση. (Σκεφτείτε ότι προσπαθείτε να στεγνώσετε τα ρούχα σας σε μια πολύ υγρή μέρα στις τροπικές περιοχές, σε σχέση με μια ξηρή ημέρα στην έρημο.)
Κάτι τέτοιο είναι χρήσιμο επειδή τα ακριβή χαρακτηριστικά της πρώιμης αυτής φάσης ήταν δύσκολο να αποτυπωθούν. Τα αποτελέσματα ταιριάζουν επίσης με προηγούμενες μετρήσεις άλλων ισοτόπων στα σεληνιακά πετρώματα, όπως το κάλιο, ο χαλκός και ο ψευδάργυρος. "Το νέο μας σενάριο μπορεί να εξηγήσει ποσοτικά τη σεληνιακή ελάττωση όχι μόνο του ρουβιδίου αλλά και των πιο πτητικών - volatile - στοιχείων", δήλωσε η Nie.
Η μελέτη αυτή είναι ένα πάρα πολύ αναγκαίο βήμα για τη σύνδεση των γραμμών μεταξύ των ισοτοπικών μετρήσεων και των φυσικών μοντέλων των πρώτο-πλανητικών σωμάτων, δήλωσε ο Dauphas.
"Αυτός ήταν ένας σύνδεσμος που έλειπε, και ελπίζουμε ότι στο μέλλον θα συμβάλει στη συγκράτηση των σεναρίων για την πρώιμη Σελήνη και τη διαμόρφωση της Γης", δήλωσε και πάλι ο Dauphas.
Από τον LOUISE LERNER, Πανεπιστήμιο του Σικάγο
Αναφορές: “Vapor Drainage in the Protolunar Disk as the Cause for the Depletion in Volatile Elements of the Moon” by Nicole X. Nie and Nicolas Dauphas, 17 October 2019, The Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/ab4a16
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα
μπλε ή κόκκινα γράμματα)
Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις
μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε
μας: gikasd63@hotmail.com η αφήστε μήνυμα inbox στη
Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία,
άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα
απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη
άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη
διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com . Η δημοσίευση είναι εντελώς
δωρεάν.
Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η
ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του
αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του
άρθρου.
Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις
ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου.