Novi rezultati analize uzoraka donesenih na Zemlju 1972. otkrivaju neobičan oblik sumpora skriven u unutrašnjosti Mjeseca. Istraživanje tima sa Sveučilišta Brown pokazuje da mjesečeve stijene iz regije Taurus-Littrow sadrže spojeve sumpora izrazito osiromašene izotopom sumpora-33, što ih jasno razlikuje od bilo kojeg uzorka sličnog sastava na Zemlji.
Uzorci pohranjeni više od pola stoljeća
Kada su astronauti Gene Cernan i Harrison Schmitt u prosincu 1972. završili posljednju misiju programa Apollo, dio prikupljenog materijala bio je hermetički zatvoren i pohranjen za buduća istraživanja. Među njima je bila i metalna cijev, takozvani double drive tube, koju su astronauti zabili oko 60 centimetara u mjesečevo tlo. Nakon povratka na Zemlju NASA je spremila uzorak u helijsku komoru kako bi ostao potpuno netaknut za generacije znanstvenika koje će raspolagati naprednijom opremom.
Pola stoljeća kasnije, upravo je taj uzorak otvoren u okviru NASA-ina programa Apollo Next Generation Sample Analysis (ANGSA), čiji je cilj ponovno analizirati neistražene uzorke s Mjeseca. Profesor James Dottin sa Sveučilišta Brown dobio je pristup uzorcima i usmjerio se na ispitivanje sumporovih izotopa pomoću sekundarne ionske masene spektrometrije, metode visoke preciznosti koja nije postojala u doba povratka misije Apollo 17.
Neočekivano otkriće u vulkanskom materijalu
Dottin je tražio uzorke koji potječu iz mjesečeve unutrašnjosti, nastale tijekom vulkanske aktivnosti, jer bi takve stijene mogle čuvati izvorni kemijski sastav plašta. “Cilj mi je bio analizirati sumpor koji je nastao zajedno s magmom, a ne onaj naknadno unesen površinskim procesima,” objašnjava istraživač.
Kada su prvi rezultati stigli, razlike su bile toliko izražene da je, kako kaže, pomislio da mora biti pogreške u mjerenju. “Mislio sam, to ne može biti točno. No nakon ponovljenih analiza postalo je jasno da su rezultati ispravni. Riječ je o vrlo iznenađujućem otkriću,” rekao je Dottin.
Mjerenja su pokazala da su spojevi sumpora u uzorcima iznimno osiromašeni izotopom sumpora-33 (33S), jednim od četiri stabilna izotopa tog elementa. Takav sastav u potpunosti se razlikuje od izotopnih omjera koji se nalaze u zemaljskim stijenama. Do sada se pretpostavljalo da Mjesec i Zemlja dijele sličan omjer sumporovih izotopa, baš kao i kod kisika, što je podržavalo teoriju o zajedničkom podrijetlu. “Očekivao sam da će uzorci pokazati istu kemijsku sliku kao Zemlja, ali dobili smo nešto sasvim drugo,” rekao je Dottin.
Mogući tragovi davne atmosfere Mjeseca
Znanstvenici nude dva moguća objašnjenja za ovaj kemijski potpis. Jedna hipoteza upućuje na to da su promjene u sastavu sumpora nastale zbog fotokemijskih reakcija koje su se odvijale u vrlo rijetkoj, kratkotrajnoj atmosferi Mjeseca u ranoj povijesti. U takvim uvjetima ultraljubičasto zračenje može promijeniti izotopni omjer sumpora, stvarajući uzorke osiromašene 33S izotopom. Ako je to točno, otkriće bi upućivalo na to da su se materijali s površine Mjeseca nekada vraćali u unutrašnjost.
“To bi bio dokaz da je u ranoj fazi Mjeseca postojala razmjena materijala između površine i plašta,” kaže Dottin. “Na Zemlji taj proces pokreće tektonika ploča, no Mjesec nema takav mehanizam. Ideja o drukčijem obliku unutarnje cirkulacije materijala na Mjesecu vrlo je uzbudljiva.”
Tragovi iz vremena nastanka Mjeseca
Druga mogućnost jest da neobičan sumpor potječe još iz vremena kada je Mjesec nastao. Prema dominantnoj teoriji, prije oko 4,5 milijardi godina Zemlju je pogodio objekt veličine Marsa, poznat kao Teja. Materijal iz tog sudara stvorio je Mjesec. Ako je Teja imala drukčiji izotopni sastav sumpora od Zemlje, taj bi se kemijski potpis mogao zadržati u plaštu Mjeseca do danas.
Za sada nije moguće utvrditi koja je od dviju hipoteza točna, ali Dottin vjeruje da će usporedne analize sumpora s Marsa i drugih tijela Sunčeva sustava pomoći u pronalaženju odgovora. “Razumijevanje raspodjele izotopa sumpora i drugih elemenata u različitim svjetovima ključno je za rekonstrukciju načina na koji je nastao naš Sunčev sustav,” zaključuje Dottin.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
