Η ηλικία της Σελήνης μετρήθηκε από δείγματα κρυστάλλων ζιρκονίου Apollo 17

Το φεγγάρι είναι ο πλησιέστερος γείτονάς μας στο διάστημα και το μόνο ουράνιο σώμα στο οποίο έχουν πατήσει το πόδι του οι άνθρωποι, ωστόσο ακόμα μαθαίνουμε γι’ αυτό. Στην πραγματικότητα, το φεγγάρι της

Γη

ς μπορεί στην πραγματικότητα να είναι 40 εκατομμύρια χρόνια παλαιότερο από ό,τι πίστευαν προηγουμένως οι επιστήμονες. Διεξάγοντας μια ανάλυση άτομο προς άτομο σε κρυστάλλους που επιστράφηκαν από τους αστροναύτες του

Apollo

το 1972, μια ομάδα γεωχημικών και επιστημόνων της ολομέλειας υπολογίζει τώρα ότι η πύρινη σφαίρα είναι τουλάχιστον 4,46 δισεκατομμυρίων ετών. Τα ευρήματα περιγράφονται στο

μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα

στο περιοδικό

Γράμματα Γεωχημικών Προοπτικών.

Πλεγμένες μοίρες

Ο Heck είναι επιμελητής της συλλογής μετεωριτών στο Field Museum στο Σικάγο και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Λέει ότι η μελέτη του φεγγαριού μας βοηθά επίσης να κατανοήσουμε τον πλανήτη μας λόγω των τοπογραφικών διαφορών.

«Η επιφάνεια της γης είναι πολύ, πολύ νεότερη, επειδή υπάρχει τόσο μεγάλη γεωλογική δραστηριότητα [here] από τον ηφαιστειακό και τις καιρικές συνθήκες», εξηγεί ο Heck. «Η επιφάνεια του φεγγαριού είναι ουσιαστικά ένα αρχείο δυναμικής του ηλιακού συστήματος. Αυτό είναι ένα ρεκόρ που δεν έχουμε στη Γη, αλλά η εξέλιξη του πλανήτη μας συνδέεται με αυτές τις επιπτώσεις που συνέβησαν στο πρώιμο ηλιακό σύστημα».

Μια ιστορική προοπτική

Σε

η μελέτη

, η ομάδα εξέτασε τη σκόνη του φεγγαριού που έφερε πίσω το πλήρωμα του Apollo 17. Η προσγείωση του 1972 στη Σελήνη περιλαμβάνεται

Χάρισον Σμιντ, γεωλόγος της NASA

, ο οποίος συνέλεξε πολλούς βράχους για να μελετήσει πίσω στη Γη. Τα δείγματά του περιέχουν πολύ μικρούς κρυστάλλους που δημιουργήθηκαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια και μπορούν να βοηθήσουν στην ένδειξη πότε σχηματίστηκε το φεγγάρι.

Η ενέργεια που δημιουργήθηκε από την πρόσκρουση από το αντικείμενο που χτύπησε τη Γη και δημιούργησε το φεγγάρι έλιωσε τον βράχο που τελικά έγινε η επιφάνεια της Σελήνης. Αυτό προσφέρει μια ένδειξη για τα στοιχεία που υπήρχαν στο ουράνιο σώμα από την εμφάνισή του σε σχέση με αυτά που εμφανίστηκαν πολύ αργότερα. Για παράδειγμα, το ζιρκόνιο, ένα ασήμι μέταλλο που βρίσκεται τόσο στη Γη όσο και στη Σελήνη, δεν θα μπορούσε να σχηματιστεί και να επιβιώσει στη λιωμένη σεληνιακή επιφάνεια: Τυχόν κρύσταλλοι ζιρκονίου που υπάρχουν αυτή τη στιγμή στο φεγγάρι πρέπει να έχουν σχηματιστεί μετά την ψύξη του ωκεανού μάγματος. Ο προσδιορισμός της ηλικίας αυτών των δομών μπορεί επομένως να αποκαλύψει την ελάχιστη δυνατή ηλικία για το φεγγάρι, υποθέτοντας ότι εμφανίστηκαν αμέσως μετά την πρόσκρουση.

Κοιτάζοντας άτομο με άτομο

Ερευνητές

έχουν προτείνει προηγουμένως

ότι το φεγγάρι είναι παλαιότερο από το εκτιμώμενο, αλλά αυτή η νέα μελέτη είναι η πρώτη που χρησιμοποιεί μια αναλυτική μέθοδο που ονομάζεται τομογραφία ατομικού ανιχνευτή για να εντοπίσει την ηλικία από τον παλαιότερο γνωστό σεληνιακό κρύσταλλο που ανακτήθηκε από τον άνθρωπο.

«Στην τομογραφία ατομικού ανιχνευτή, ξεκινάμε ακονίζοντας ένα κομμάτι του σεληνιακού δείγματος σε μια πολύ αιχμηρή άκρη χρησιμοποιώντας ένα εστιασμένο μικροσκόπιο δέσμης ιόντων, σχεδόν σαν μια πολύ φανταχτερή ξύστρα μολυβιών», συντάκτης της μελέτης και πλανητικός επιστήμονας.

Τζένικα Γκριρ

είπε

σε δήλωση

. «Στη συνέχεια, χρησιμοποιούμε λέιζερ UV για να εξατμίσουμε τα άτομα από την επιφάνεια αυτού του άκρου. Τα άτομα ταξιδεύουν μέσω ενός φασματόμετρου μάζας και το πόσο γρήγορα κινούνται μας λέει πόσο βαριά είναι, κάτι που με τη σειρά του μας λέει από τι αποτελούνται».

Αυτή η ανάλυση άτομο προς άτομο αποκάλυψε πόσο από το

κρύσταλλα ζιργκόν

είχε υποστεί ραδιενεργό διάσπαση—μια διαδικασία όπου τα άτομα που έχουν ασταθή διαμόρφωση απορρίπτουν μερικά πρωτόνια και νετρόνια. Στη συνέχεια μεταμορφώνονται σε διαφορετικά στοιχεία, όπως το πώς

το ουράνιο διασπάται σε μόλυβδο

. Με βάση την ποσότητα μετατροπής και τους γνωστούς χρόνους ημιζωής διαφορετικών χημικών ισοτόπων, οι ειδικοί μπορούν να εκτιμήσουν την ηλικία του δείγματος.

«Η ραδιομετρική χρονολόγηση λειτουργεί λίγο σαν κλεψύδρα», είπε ο Heck

σε δήλωση

. «Σε μια κλεψύδρα, η άμμος ρέει από τη μια γυάλινη λάμπα στην άλλη, με το πέρασμα του χρόνου να υποδεικνύεται από τη συσσώρευση άμμου στον κάτω βολβό. Η ραδιομετρική χρονολόγηση λειτουργεί παρόμοια μετρώντας τον αριθμό των γονικών ατόμων και τον αριθμό των θυγατρικών ατόμων στα οποία έχουν μετατραπεί. Το πέρασμα του χρόνου μπορεί στη συνέχεια να υπολογιστεί επειδή ο ρυθμός μετασχηματισμού είναι γνωστός».

Η ομάδα που εργάστηκε με το δείγμα του Apollo 17 διαπίστωσε ότι η αναλογία των ισοτόπων μολύβδου (τα θυγατρικά άτομα που δημιουργήθηκαν κατά τη διάσπαση) έδειξε ότι οι κρύσταλλοι ήταν περίπου 4,46 δισεκατομμυρίων ετών, επομένως το φεγγάρι πρέπει να είναι τουλάχιστον τόσο παλιό. Αν και αυτό τοποθετεί την ηλικία του φεγγαριού 40 εκατομμύρια χρόνια πίσω, αυτό είναι ακόμα πολύ μικρό χρονικό διάστημα σε σύγκριση με την

ιστορία

του σύμπαντος περίπου 13,7 δισεκατομμυρίων ετών.

«Είναι εκπληκτικό να μπορείς να έχεις απόδειξη ότι ο βράχος που κρατάς είναι το παλαιότερο κομμάτι του φεγγαριού που έχουμε βρει μέχρι στιγμής. Είναι ένα σημείο άγκυρας για τόσες πολλές ερωτήσεις σχετικά με τη Γη. Όταν ξέρεις πόσο παλιό είναι κάτι, μπορείς να καταλάβεις καλύτερα τι του έχει συμβεί στην ιστορία του.»

είπε ο Γκριρ

.

Από τον Απόλλωνα στην Άρτεμη

Σε μελλοντικές μελέτες, οι ενδείξεις που θα αντληθούν από αυτά τα δείγματα δεκαετιών θα μπορούσαν να συγκεντρωθούν με εκείνες από δείγματα που λαμβάνονται από τις επερχόμενες σεληνιακές αποστολές Άρτεμις. Άρτεμις Γ’

έχει προγραμματιστεί για το 2025

και θα προσγειωθεί και θα εξερευνήσει τον σεληνιακό Νότιο Πόλο. Η αποστολή Apollo 17 συνέλεξε δείγματα από το

Κοιλάδα Taurus-Littrow στο ανατολικό άκρο του Mare Serenitatis

έτσι κρύσταλλοι από διαφορετική περιοχή του φεγγαριού θα μπορούσαν να αποφέρουν ασύλληπτες ανακαλύψεις.

[Related:


Scientists have new

moon

rocks for the first time in nearly 50 years


]

«Είμαι πεπεισμένος ότι υπάρχουν παλαιότερα πράγματα στο φεγγάρι – απλώς δεν το έχουμε βρει ακόμα. Νομίζω μάλιστα ότι έχουμε παλαιότερα ζιργκόν στα δείγματα του Apollo. Αυτή είναι πραγματικά η δύναμη της επιστροφής δείγματος», λέει ο Heck.

Ένα μείγμα νέων δειγμάτων και μελλοντικών προόδων στην τεχνολογία θα μπορούσε να αγκυρώσει περαιτέρω το χρονοδιάγραμμα του πώς σχηματίστηκε το ηλιακό μας σύστημα και πέρα ​​από αυτό. «Ίσως σε 50 ή 100 χρόνια ή και αργότερα, οι νέες γενιές επιστημόνων θα έχουν τα εργαλεία που μπορούμε μόνο να ονειρευόμαστε σήμερα για να αντιμετωπίσουν επιστημονικά ερωτήματα που δεν μπορούμε καν να σκεφτούμε σήμερα», λέει ο Heck. “Αυτά τα πρότυπα είναι μια κληρονομιά για τις μελλοντικές γενιές.”