Ramanova spektroskopija potvrdila je postojanje prirodnog grafena u mjesečevom tlu, pružajući nova saznanja o vulkanskim procesima i nakupljanju ugljika.
Kineski znanstvenici su objavili revolucionarno otkriće grafena u uzorcima mjesečevog tla koje je misija Chang’e-5 prikupila prije otprilike četiri godine. Ovo otkriće moglo bi izazvati široko prihvaćenu teoriju o podrijetlu Mjeseca. Tim sa Sveučilišta Jilin, koji vodi ovo istraživanje, otkrio je da prisutnost ugljika u mjesečevom tlu proturječi dugogodišnjem uvjerenju da je Mjesec nastao sudarom Zemlje s drugim manjim planetom.
Izazivanje teorije o divovskom udaru
Teorija o divovskom udaru, koja je do sada bila dominantno objašnjenje za podrijetlo Mjeseca, sugerira da je Mjesec osiromašen ugljikom. Ova teorija bila je snažno podržana ranijim analizama uzoraka iz misija Apollo. Međutim, otkriće grafena, čistog oblika ugljika, postavlja nova pitanja o valjanosti ove teorije.
“Prevalentna teorija o divovskom udaru bila je snažno podržana tvrdnjom o ugljikom osiromašenom Mjesecu, izvedenom iz ranijih analiza uzoraka misija Apollo,” navode istraživači u radu objavljenom nedavno, kako prenosi South China Morning Post.
Tim se osvrnuo na nedavnu studiju iz Japana koja također izaziva teoriju o divovskom udaru, pokazujući emisije ugljikovih iona preko mjesečeve površine, što sugerira prisutnost autohtonog ugljika. Kako bi detaljnije istražili podrijetlo ovog ugljika, kineski istraživački tim usredotočio se na proučavanje mlađih uzoraka mjesečevog tla starih oko 2 milijarde godina. Cilj je bio razjasniti kristalnu strukturu autohtonog ugljika prisutnog na Mjesecu.
Analiza prirodnog grafena
Nakon analize grafena pronađenog u tim uzorcima, istraživači su predložili da Mjesec možda ima proces ‘zarobljavanja’ ugljika na svojoj površini. Ovaj proces bi mogao objasniti prisutnost ugljika, dovodeći u pitanje prethodne pretpostavke o sastavu i povijesti Mjeseca.
Tim, koji uključuje stručnjake iz Nacionalnog laboratorija za znanost o materijalima u Shenyangu i Kineskog laboratorija za istraživanje dubokog svemira, naglasio je da njihova otkrića mogu “preoblikovati razumijevanje kemijskih komponenti… i povijesti Mjeseca.”
Grafen, super-snažni, jednostruki sloj ugljika, pronađen je u mjesečevim stijenama iz misije Apollo 17. Ovo otkriće NASA-e sugerira da je prisutnost grafena rezultat udara meteorita, a ne sunčevog vjetra. Kineski znanstvenici priznali su da i udari meteorita mogu pridonijeti formiranju grafitnog ugljika, kako su to predložili NASA-ini istraživači.
“Daljnje detaljno istraživanje svojstava prirodnog grafena pružit će više informacija o geološkoj evoluciji Mjeseca,” napisao je kineski tim. Njihova studija, koja je koristila razne karakterizacijske tehnike, prva je koja je potvrdila prisutnost prirodnog grafena u uzorcima mjesečevog tla ispitivanjem njegove mikrostrukture i sastava.
Prirodni grafen ukazuje na ‘zarobljavanje’ ugljika na Mjesecu
Znanstvenici su koristili Ramanovu spektroskopiju, moćnu tehniku za analizu materijala, zajedno s drugim mikroskopskim metodama, kako bi ispitali mali uzorak mjesečevog kamena veličine oko 2,9 x 1,6 mm. Uzorak, koji je misija Chang’e-5 prikupila 2020. godine, potječe iz vulkanskog područja na bližoj strani Mjeseca koje nije bilo pod velikim utjecajem ljudskih aktivnosti.
Grafen je otkriven u obliku pojedinačnih pahuljica i kao dio “ugljikove ljuske” koja obuhvaća elemente poput natrija, magnezija, aluminija, silicija, kalcija, kositra i željeza.
“Daljnje ispitivanje pod visokim povećanjem potvrđuje da je grafitni ugljik otkriven Ramanovom spektroskopijom višeslojni grafen,” koji se sastoji od dva do sedam slojeva grafena, objasnili su istraživači.
Prisutnost željeza samo u područjima bogatim ugljikom sugerira da je ono moglo potaknuti transformaciju ranijih ugljikovih materijala u grafit. Struktura grafena ukazuje na to da je nastao kroz ‘visokotemperaturne procese uzrokovane vulkanskim erupcijama,’ što je možda omogućilo interakciju željeznog mjesečevog tla s molekulama ugljikovog plina u solarnom vjetru, dovodeći do mineralne katalize.
“Važno je napomenuti da ovaj mehanizam sugerira prisutnost procesa hvatanja ili zarobljavanja ugljika na Mjesecu, što bi moglo dovesti do postupnog nakupljanja autohtonog ugljika,” zaključio je tim. Otkriće ne samo da dovodi u sumnju postojeće teorije o formiranju Mjeseca, već također nudi mogućnosti za stvaranje boljih, jeftinijih metoda proizvodnje grafena.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
