kozmos.hr
Svemir

Poroznost Mjesečeve kore otkriva povijest bombardiranja

Površina Mjeseca (©NASA).
objavljeno

Manji, naknadni, udarci svemirskih stijena zapravo su pomogli ‘zbijanju’ Mjesečeve kore te tako smanjili njenu poroznost (tj. šupljikavost).

Kaos ranoga sunčevog sustava

Prije oko 4.4 milijarde godina rani Sunčev sustav bio je u kaosu. Naime, niz svemirskih stijena međusobno se sudarao, grupirao i razbijao. Masivni asteroidi i kometi, a kasnije i manje stijene i galaktički ostatci (preostali nakon formiranja većih planeta) udarali su po Mjesecu i planetima. Ovo razdoblje ‘kaosa’ završilo je prije otprilike 3.8 milijardi godina, a period od nešto manje od milijardu godina sudaranja na Mjesecu je za sobom ostavio poroznu (šupljikavu) i ispucanu koru. U novoj studiji znanstvenici MIT-a otkrili da poroznost Mjesečeve kore – koja seže duboko ispod površine – može otkriti puno o povijesti bombardiranja Mjeseca.

Tim je kroz simulacije pokazao da je, rano u razdoblju bombardiranja, Mjesec bio vrlo porozan – gotovo jednu trećinu poroznosti plavca, poznatog ‘šupljeg’ kamena vrlo niske gustoće. Ova visoka poroznost vjerojatno je bila rezultat ranih, masivnih udara koji su razbili veći dio kore. Znanstvenici su pretpostavili da kontinuirani udari polako podižu poroznost. Međutim, iznenađujuće, tim je otkrio da se gotovo sva Mjesečeva poroznost brzo formirala s ovim golemim udarima i da su kontinuirani udari manjih stijena zapravo pomogli smanjenju poroznosti – tj. pomogli zbijanju površine. Ovi kasniji, manji udari, tako su zapravo stisnuli i zbili neke od postojećih mjesečevih pukotina i rasjeda.

Iz svojih simulacija, istraživači su također procijenili da je Mjesec doživio dvostruko više udaraca nego što se može vidjeti na površini. Ova je procjena niža od onoga što su drugi znanstvenici ranije pretpostavljali. Niži broj udaraca važan je i zato što „ograničava ukupni materijal koji su udarni elementi poput asteroida i kometa donijeli na Mjesec, i postavlja ograničenja na formiranje i evoluciju planeta u cijelom Sunčevom sustavu.“

15 zanimljivosti o Mjesecu

‘Zapisi’ o poroznosti

U novoj studiji istraživači su nastojali pratiti promjenu poroznosti Mjeseca i upotrijebiti podatke o poroznosti ispod površine kako bi procijenili broj udaraca koji su se dogodili na njegovoj površini. „Znamo da je Mjesec bio toliko bombardiran da ono što vidimo na površini više nije zapis o svakom udaru koji je Mjesec ikada imao, jer su u nekom trenutku udari izbrisali prethodne udare. Ono što smo otkrili jest da su udarci koji su stvorili poroznost u kori ostavljaju sačuvani ‘zapis’, a to nam može dati bolje uvide u ukupni broj udaraca kojima je Mjesec bio izložen,“ rekao je Jason Soderblom, koautor studije.

Površina Mjeseca (©NASA).
Površina Mjeseca (©NASA).

Kako bi pratili evoluciju Mjesečeve poroznosti, tim je pogledao mjerenja NASA-inog Gravity Recovery and Interior Laboratoryja (GRAIL), misije koja je precizno mapirala površinsku gravitaciju Mjeseca. Istraživači su pretvorili karte gravitacije u detaljne karte gustoće Mjesečeve kore. Iz ovih karata gustoće znanstvenici su također uspjeli mapirati današnju poroznost kroz Mjesečevu koru. Rezultirajuće karte pokazuju da su područja koja okružuju najmlađe kratere vrlo porozna, dok manje porozna područja okružuju starije kratere.

Kronologija udara

Znanstvenici su ujedno pokušavali simulirati kako se Mjesečeva poroznost mijenjala dok je naš satelit bio bombardiran prvo velikim, a zatim manjim udarima. Kako bi to ispitali u svoju simulaciju uključili su starost, veličinu i položaj 77 najvećih kratera na površini Mjeseca, zajedno s procjenama izvedenim iz GRAIL-a o današnjoj poroznosti svakog kratera. Raspon starosti velikih kratera kretao se između 4.3 milijarde i 3.8 milijardi godina.

Tim je koristio najmlađe kratere (s najvećom današnjom poroznošću) kao početnu točku za predstavljanje inicijalne poroznosti Mjeseca u ranim fazama snažnog bombardiranja. Naime, smatraju da bi stariji krateri koji su nastali u ranim fazama u početku bili vrlo porozni, ali bi tijekom vremena bili izloženi daljnjim udarima koji su zbili i smanjili njihovu početnu poroznost. Stoga su za pretpostavku inicijalne poroznosti uzeli mlađe kratere koji su, iako su nastali kasnije, doživjeli manje ili nikakve naknadne udare.

Krater Daedalus na tamnoj strani Mjeseca, na snimci svemirske letjelice Apollo 11 (©NASA).
Krater Daedalus na tamnoj strani Mjeseca, na snimci svemirske letjelice Apollo 11 (©NASA).

Rezultat istraživanja

Tim je proučavao 77 kratera kronološkim redom, na temelju njihove prethodno utvrđene starosti. Za svaki krater modelirala se promjena poroznost ispod površine u usporedbi s pretpostavljenom inicijalnom vrijednosti. Pretpostavili su da je veća promjena poroznosti povezana s većim brojem udaraca i upotrijebili su ovu korelaciju za procjenu broja udara koji bi generirali današnju poroznost svakog kratera.

Rezultat istraživanja bio je jasan i uočljiv trend – na početku snažnog bombardiranja Mjeseca (prije 4.3 milijarde godina) kora je bila vrlo porozna, tj. oko 20% (za usporedbu ranije spomenuti kamen plavac ima poroznost od 60 do 80%). Kako se približavamo periodu od prije 3.8 milijardi godina kora je postala manje porozna i ostala je na današnjoj poroznosti od oko 10 posto.

Ovaj pomak u poroznosti vjerojatno je rezultat djelovanja manjih udara koji zbijaju puknutu koru. Sudeći prema ovom pomaku poroznosti, istraživači procjenjuju da je Mjesec doživio dvostruko veći broj malih udara nego što se danas može vidjeti na njegovoj površini.

Zašto se Mjesec ponekad čini veći i bliži?

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Ya Huei Huang et al., „Bombardment history of the Moon constrained by crustal porosity,“ Nature Geoscience (2022).

Jennifer Ch (7. srpnja 2022.), „Porosity of the moon’s crust reveals bombardment history,“ phys.org (pristup 8. srpnja 2022).

NASA, „Earth’s Moon – Our Natural Satellite“ (pristup 8. srpnja 2022).

Student povijesti koji u slobodno vrijeme voli čitati i pisati o svojim najdražim temama - povijesti, svemiru i astronomiji.