Pagājušajā gadā zinātnieki vēlreiz apskatīja seismiskos datus, kas savākti Apollo laikmeta eksperimentos, un atklāja, ka Mēness apakšējā apvalka daļa, kas atrodas netālu no serdes un mantijas robežas, ir daļēji izkususi (piemēram, Apollo Data Retooled, lai nodrošinātu precīzus rādījumus Mēness apvidū). Core, Space Magazine, 2011. gada 6. janvāris). Viņu atklājumi liecina, ka zemākais 150 km garais apvalks satur no 5 līdz 30% šķidrā kausējuma. Uz Zemes tas būtu pietiekami izkusis, lai tas varētu atdalīties no cietās vielas, pacelties augšup un izcelties virspusē. Mēs zinām, ka Mēness pagātnē bija vulkānisms. Kāpēc šī Mēness kausēšana šodien neizvirza virspusē? Jauni eksperimentāli pētījumi par simulētiem Mēness paraugiem var sniegt atbildes.
Pastāv aizdomas, ka pašreizējās Mēness magmas ir pārāk blīvas, lai, salīdzinot ar apkārtējām klintīm, varētu pacelties virspusē. Tāpat kā eļļa uz ūdens, mazāk blīvas magmas ir peldošas un uzsūksies virs cietas klints. Bet, ja magma ir pārāk blīva, tā paliks tur, kur atrodas, vai pat nogrims.
Šīs iespējas motivācijā Mēness magmas raksturu pētīja starptautiska zinātnieku grupa, kuru vadīja Mirjam van Kan Parker no Amsterdamas VU universitātes. Viņu atradumi, kas nesen tika publicēti žurnālā Nature Geoscience, liecina, ka Mēness magmām ir virkne blīvumu, kas ir atkarīgi no to sastāva.
Van Kan Parker kundze un viņas komanda izspieda un uzkarsēja izkausētus magmas paraugus un pēc tam izmantoja rentgena absorbcijas paņēmienus, lai noteiktu materiāla blīvumu dažādos spiediena un temperatūras diapazonos. Viņu pētījumos tika izmantoti modelēti Mēness materiāli, jo Mēness paraugi tiek uzskatīti par pārāk vērtīgiem šādai destruktīvai analīzei. Viņu aizstājēji modelēja Apollo 15 zaļo vulkānisko glāžu (kurās titāna saturs ir 0,23 svara%) un Apollo 14 melno vulkānisko stiklu (kuru titāna saturs ir 16,4 svara%) sastāvu.
Šo aizstājēju paraugi tika pakļauti spiedienam līdz 1,7 GPa (atmosfēras spiediens Zemes virsmā ir 101 kPa jeb 20 000 reizes mazāks nekā tas, kas tika sasniegts šajos eksperimentos). Tomēr spiediens Mēness salonā ir vēl lielāks, pārsniedzot 4,5 GPa. Tātad, lai ekstrapolētu eksperimentālos rezultātus, tika veikti datoru aprēķini.
Apvienotais darbs parāda, ka temperatūrās un spiedienos, kas parasti raksturīgi Mēness apakšējā apvalkā, magmām ar zemu titāna saturu (Apollo 15 zaļās glāzes) ir blīvums, kas ir mazāks par apkārtējo cieto materiālu. Tas nozīmē, ka tie ir peldoši, tiem vajadzētu pacelties virspusē un izlauzties. No otras puses, tika atklāts, ka magmām ar augstu titāna saturu (Apollo 14 melnās brilles) ir blīvums, kas ir aptuveni vienāds ar vai lielāks par apkārtējo cieto materiālu. Nav gaidāms, ka tie pieaugs un izzudīs.
Tā kā Mēness neveic aktīvu vulkānisko aktivitāti, kausējumam, kas šobrīd atrodas Mēness mantijas apakšā, jābūt ar augstu blīvumu. Van Kan Parker kundzes rezultāti liecina, ka šai kausēšanai vajadzētu būt izgatavotai no ļoti titāna magmām, piemēram, tām, kas veidoja Apollo 14 melnās brilles.
Šis atradums ir nozīmīgs, jo domājams, ka augstas titāna magmas ir izveidojušās no avotiem, kas bagāti ar titānu. Šīs ieži attēlo notekas, kas bija palikušas Mēness garozas pamatnē pēc tam, kad visi strauji augošie plagioklāzes minerāli (kas veido garoza) bija saspiesti augšup globālajā magmas okeānā. Būdami blīvi, šie ar titānu bagātinātie ieži apgāšanās gadījumā būtu ātri nogrimuši līdz kodola robežai. Šāds apgāšanās pat tika postulēts pirms vairāk nekā 15 gadiem. Tagad šie aizraujošie jaunie rezultāti sniedz eksperimentālu atbalstu šim modelim.
Paredzams, ka šajos blīvajos, ar titānu bagātajos iežos būs daudz radioaktīvo elementu, kuriem ir tendence atpalikt, kad citus elementus galvenokārt izmanto minerālu kristāli. Šo elementu sabrukšanas rezultātā radītais radiogēns siltums varētu izskaidrot, kāpēc Mēness apakšējās apvalka daļas joprojām ir pietiekami karstas, lai tās varētu izkausēt. Van Kan Parker kundze un viņas komanda turpina spekulēt, ka šis radiogenālais karstums arī varētu palīdzēt saglabāt Mēness serdi daļēji izkusušu pat šodien!
Avoti:
Rentgenstari apgaismo Mēness interjeru, Science Daily, 2012. gada 19. februāris.
Titānam bagātā kūst neitrālā peldspēja dziļajā Mēness interjerā, van Kan Parker et al. Nature Geoscience, 2012. gada 19. februāris, doi: 10.1038 / NGEO1402.
