Mjesec je svoj karakterističan izgled sličan švicarskom siru (dobro, ok, baš i ne liči na sir) stekao zbog udara nebeskih tijela u njegovu površinu, što je dovelo do stvaranja udarnih kratera. No, osim kratera, ti sudari ostavili su iza sebe i druge tragove; intenzivni pritisak i temperatura tih sudara utjecali su na stijene i prašinu na površini Mjeseca, poznatu kao regolit, mijenjajući njihov mineralni sastav i strukturu. Analiza ovih rezultirajućih minerala pruža suvremenim znanstvenicima uvide u drevnu povijest Mjeseca.
Chang’e-5
Kineska misija Chang’e-5, prva takva misija povratka uzorka s Mjeseca od vremena sovjetske misije Luna 24 u 1976. godini, donijela je 1,73 kilograma regolita iz Oceanusa Procellarum, ravnice poznate po svojoj prostranosti. Uzorak, koji je s Chang’e-5 stigao krajem 2020. godine, uključuje novootkriveni mineral, Changesit-(Y), te zagonetnu kombinaciju silikatnih minerala.
U istraživanju objavljenom u časopisu Matter and Radiation at Extremes, tim istraživača iz Kineske akademije znanosti usporedio je materijalni sastav uzorka CE-5 s uzorcima regolita s Mjeseca i Marsa. Razmatrane su potencijalne razlike i podrijetlo jedinstvenog sastava mjesečnog uzorka.
Asteroidi i kometi sudaraju se s Mjesecom velikim brzinama, izazivajući udarnu metamorfozu u lunarnim stijenama. Promjena temperature i pritiska koja se pri tome događa odvija se brzo i ima specifične karakteristike, uključujući nastanak silikatnih polimorfa poput stišovita i seifertita, koji su kemijski identični kvarcu ali imaju različitu kristalnu strukturu.
“Iako je lunarna površina prekrivena desecima tisuća udarnih kratera, minerali visokog pritiska rijetki su u uzorcima s Mjeseca,” izjavio je autor Wei Du. “Jedno od mogućih objašnjenja za ovu pojavu jest da većina minerala visokog pritiska postaje nestabilna na visokim temperaturama. Stoga bi oni koji su se formirali tijekom udara mogli prolaziti kroz proces retrogradne transformacije.”
Silikatni fragment
Međutim, silikatni fragment u uzorku CE-5 sadržava i stišovit i seifertit, minerale koji bi teoretski mogli koegzistirati samo pod znatno većim pritiscima nego što je to bilo indicirano u uzorku.
Autori su zaključili da se seifertit nalazi kao tranzicijska faza između stišovita i trećeg silikatnog polimorfa, α-kristobalita, također prisutnog u uzorku. “Drugim riječima, seifertit bi se mogao formirati iz α-kristobalita tijekom procesa kompresije, a dio uzorka transformirao se u stišovit tijekom kasnijeg procesa povećanja temperature,” objasnio je Du.
Ova misija vratila je i novi mineral s Mjeseca, Changesit-(Y), fosfatni mineral koji se karakterizira bezbojnim, prozirnim stupastim kristalima. Istraživači su procijenili vrhunski pritisak (11–40 GPa) i trajanje udara (0,1–1,0 sekunde) koji su oblikovali uzorak. Na temelju tih informacija i modela udarnog vala, procijenili su da bi rezultirajući krater mogao biti širok između 3 i 32 kilometra, ovisno o kutu udara.
Daljinska promatranja pokazala su da materijal izbačen na velike udaljenosti u regolitu CE-5 uglavnom potječe iz četiri udarna kratera, pri čemu je krater Aristarh najmlađi među četirima. Budući da seifertit i stišovit mogu biti osjetljivi na termalnu metamorfozu, autori studije pretpostavljaju da silikatni fragment vjerojatno potječe iz sudara koji je stvorio krater Aristarh. Ovom misijom povratka uzorka demonstrirana je snaga suvremene analitičke tehnike i njezina sposobnost da pruži uvide u povijest nebeskih tijela.
