Lani so znanstveniki še enkrat pogledali potresne podatke, ki so jih zbrali eksperimenti Apollove ere in ugotovili, da je spodnji plašč Lune, del blizu meje jedrnega plašča, delno staljen (npr. Apollo Data Retooled, da bi zagotovili natančne odčitke na Lunovi Core, vesoljska revija, 6. januar 2011). Njihove ugotovitve kažejo, da najnižji 150 km plašča vsebuje od 5 do 30% tekoče taline. Na Zemlji bi bilo to dovolj taline, da se loči od trdne snovi, se dvigne navzgor in izbruhne na površje. Vemo, da je Luna v preteklosti imela vulkanizem. Torej, zakaj ta lunarna talina danes ne izbruhne na površju? Odgovori lahko ponujajo nove eksperimentalne študije simuliranih vzorcev lune.
Domnevajo, da so trenutne lunarne magme v primerjavi z njihovimi okoliškimi skalami preveč goste, da bi se dvigale na površje. Tako kot olje na vodi so tudi manj goste magme bujne in se bodo prelile nad trdno skalo. Če pa je magma preveč gosta, bo ostala tam, kjer je, ali celo potonila.
Motivirana s to možnostjo je mednarodna skupina znanstvenikov pod vodstvom Mirjam van Kan Parker z univerze VU Amsterdam raziskovala značaj lunarnih mag. Njihove ugotovitve, ki so bile nedavno objavljene v reviji Nature Nature Geoscience, kažejo, da imajo lunine magme vrsto gostot, ki so odvisne od njihove sestave.
Gospa Van Park Parker in njena ekipa sta stisnili in segrevali staljene vzorce magme in nato uporabili rentgenske absorpcijske tehnike za določitev gostote materiala pri različnih pritiskih in temperaturah. V njihovih študijah so bili uporabljeni simulirani lunarni materiali, saj se za takšne destruktivne analize štejejo lunarni vzorci. Njihovi simulatorji so modelirali sestavo zelenih vulkanskih očal Apollo 15 (z vsebnostjo titana 0,23 mas.%) In črnimi vulkanskimi stekli Apollo 14 (z vsebnostjo titana 16,4 mas.%).
Vzorci teh simulatorjev so bili izpostavljeni pritiskom do 1,7 GPa (atmosferski tlak na površini Zemlje je 101 kPa ali 20.000 krat manjši od doseženega v teh poskusih). Vendar so pritiski v lunarni notranjosti še večji, ki presegajo 4,5 GPa. Torej, računalniški izračuni so bili izvedeni za ekstrapolacijo iz eksperimentalnih rezultatov.
Kombinirano delo kaže, da imajo magme z nizko vsebnostjo titana (Apollo 15 zelena kozarca) pri temperaturah in pritiskih, ki jih običajno najdemo v spodnjem lunarnem plašču, gostote, ki so manjše od okoliškega trdnega materiala. To pomeni, da so živahni, se morajo dvigniti na površje in izbruhniti. Po drugi strani je bilo ugotovljeno, da imajo magme z visoko vsebnostjo titana (črna očala Apollo 14) gostoto, ki je približno enaka ali večja od njihovega okoliškega trdnega materiala. Pričakuje se, da se ti ne bodo dvignili in izbruhnili.
Ker Luna nima aktivne vulkanske aktivnosti, mora talina, ki se trenutno nahaja na dnu luninega plašča, imeti visoko gostoto. Rezultati gospe van Kan Parker kažejo, da mora biti ta talina narejena iz visokih titanovih mag, kot tiste, ki so tvorila črna očala Apollo 14.
Ta ugotovitev je pomembna, saj naj bi se velike titanove magne oblikovale iz izvornih kamnin, bogatih s titanom. Te kamnine predstavljajo ostanke, ki so ostali na dnu lunine skorje, potem ko so se vsi bujni minerali plagioklaze (ki sestavljajo skorjo) stisnili navzgor v globalnem magmanskem oceanu. Te gostote kamnine, s titanom, bi se v primeru prevrata hitro potopile do meje jedrnega plašča. Takšen preobrat je bil celo pred 15 leti. Zdaj ti zanimivi novi rezultati nudijo eksperimentalno podporo temu modelu.
Pričakuje se, da imajo tudi te goste kamnine, bogate s titanom, veliko radioaktivnih elementov, ki običajno ostanejo za seboj, ko druge elemente prednostno prevzamejo mineralni kristali. Nastala radiogena toplota zaradi razpada teh elementov bi lahko pojasnila, zakaj so deli spodnjega lunarnega plašča še vedno dovolj vroči, da jih je mogoče stopiti. Gospa Van Park Parker in njena ekipa nadalje razmišljajo, da bi lahko ta radiogena vročina pomagala tudi, da se lunarno jedro delno stopi še danes!
Viri:
X-žarki osvetljujejo notranjost Lune, Science Daily, 19. februarja 2012.
Nevtralna plovnost tal, bogatih s titanom, se topi v globoki lunarni notranjosti, van Kan Parker et al. Nature Geoscience, 19. februar 2012, doi: 10.1038 / NGEO1402.
