Νέες μελέτες έρχονται να ρίξουν φως στην ιστορία της Σελήνης. Τα ευρήματα επιβεβαιώνουν τις θεωρίες για το πώς σχηματίστηκε ο μανδύας της Σελήνης, ενώ παράλληλα δίνουν πιο ακριβείς χρονολογίες για αυτό το σημαντικό γεγονός.
Παράλληλα, προκύπτουν νέες πληροφορίες σχετικά με το ερώτημα γιατί η κοντινή και η μακρινή πλευρά της Σελήνης έχουν τόσο διαφορετική χημική σύσταση και μόνο η μία (η “κοντινή”) διαθέτει θάλασσες. Οι νέες αυτές ανακαλύψεις μας βοηθούν να κατανοήσουμε καλύτερα την εξέλιξη και τη γεωλογία της Σελήνης.
Η Σελήνη, όπως και η Γη, θεωρείται ότι έχει πυρήνα, μανδύα και φλοιό, αλλά ο σεληνιακός μανδύας στερεοποιήθηκε πριν από πολύ καιρό. Η γεωλογία της Σελήνης είναι πιο απλή από αυτή της Γης, αλλά και πολύ πιο δύσκολη στη μελέτη, με αποτέλεσμα να υπάρχουν ακόμα σημαντικά ερωτήματα σχετικά με τη διαδικασία σχηματισμού των σεληνιακών πετρωμάτων. Ωστόσο, η συνολική εικόνα αρχίζει επιτέλους να ξεδιαλύνει.
Η επικρατούσα θεωρία για τον σχηματισμό του φλοιού της Σελήνης
Η επικρατούσα θεωρία για τον σχηματισμό του φλοιού της Σελήνης υποστηρίζει ότι τα πετρώματα πλούσια σε ιλμενίτη (ilmenite – FeTiO3) δημιουργήθηκαν από τον ωκεανό μάγματος που κάλυπτε τη Σελήνη όταν πρωτοσχηματίστηκε από υλικό που εκτοξεύτηκε κατά τη σύγκρουση που τη δημιούργησε. Το συστατικό ιλμενίτη του πρώιμου φλοιού ήταν βαρύτερο από τον υγρό μανδύα από κάτω, μια ασταθής κατάσταση που δεν μπορούσε να διατηρηθεί για πάντα. Συνεπώς, τα πετρώματα που περιείχαν ιλμενίτη βυθίστηκαν σε αυτό που ονομάζεται ολική ανατροπή του μανδύα.
«Η Σελήνη μας κυριολεκτικά αναποδογύρισε τον εαυτό της», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Dr. Jeff Andrews-Hanna του Πανεπιστημίου της Αριζόνα. «Αλλά υπάρχουν λίγα φυσικά αποδεικτικά στοιχεία που να ρυθμίζουν την ακριβή σειρά των γεγονότων κατά τη διάρκεια αυτής της κρίσιμης φάσης της σεληνιακής ιστορίας, και υπάρχει μεγάλη διαφωνία σχετικά με τις λεπτομέρειες του τι συνέβη κυριολεκτικά»
Μερικοί επιστήμονες υποστηρίζουν ότι συνέβη ένα και μόνο γρήγορο γεγονός, ενώ άλλοι υποστηρίζουν ότι βυθίστηκε κομμάτι-κομμάτι.
Μέρος του ιλμενίτη επέστρεψε τελικά στην επιφάνεια μέσω ηφαιστειακών εκρήξεων. Έως τότε, η κρούστα ήταν αρκετά παχιά για να στηρίξει αυτό το υλικό, οπότε παρέμεινε στην επιφάνεια για να το βρουν οι αστροναύτες του Apollo σε αυτά που ονομάζονται συσσωματώματα που περιέχουν ιλμενίτη (IBC).
Το πρόβλημα με την θεωρία και τα νέα στοιχεία για την Σελήνη
Ωστόσο, ένα πρόβλημα με αυτή την ιστορία έχει να κάνει με το γεγονός ότι τα μοντέλα αυτής της διαδικασίας προβλέπουν ένα “παγκόσμιο συμμετρικό στρώμα” συσσωματωμάτων, σύμφωνα με τους συγγραφείς μιας νέας μελέτης. Ωστόσο, αυτό που βλέπουμε είναι αρκετά διαφορετικό, με τα συσσωματώματα (IBC) να συγκεντρώνονται σε μια περιοχή που ονομάζεται περιοχή PKT, όπου το κάλιο και οι σπάνιες γαίες υπάρχουν σε αφθονία.
Αυτό σημαίνει ότι τα συσσωματώματα που περιέχουν ιλμενίτη είναι συγκεντρωμένα στην πλευρά της Σελήνης που βλέπει τη Γη, αλλά το ερώτημα για το πώς έφτασαν εκεί έχει επίσης συζητηθεί πολύ. Η επίλυση του μυστηρίου μπορεί να εξηγήσει το μεγαλύτερο ερώτημα του γιατί οι δύο πλευρές είναι τόσο διαφορετικές.
Οι βαρυτικές ανωμαλίες γύρω από την περιοχή PKT θεωρείται ότι αντιπροσωπεύουν κατάλοιπα του τελικού σταδίου της ανατροπής του σεληνιακού μανδύα. Με την κατανόηση της κατανομής τους, θα πρέπει να είναι δυνατό να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα για το τι συνέβη και γιατί τα IBC δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα. Οι συγγραφείς της μελέτης παρατήρησαν μια αντιστοιχία μεταξύ αυτών των προηγουμένως συσχετισμένων ανωμαλιών και των μοτίβων που παράγονται σε ένα προηγούμενο δημοσιευμένο μοντέλο ανατροπής του μανδύα.
Η τεράστια πρόσκρουση
Αφού οι πρώιμες εποχές της σεληνιακής εξέλιξης πέρασαν, η κυρίαρχη γεωλογική διαδικασία έγινε η πρόσκρουση αστεροειδών, οπότε η προφανής εξήγηση για την ασυμμετρία που παρατηρείται είναι μια τεράστια πρόσκρουση. Το μοντέλο απέδωσε την ανατροπή στο γεγονός που προκάλεσε τη γιγαντιαία λεκάνη η οποία δημιουργήθηκε στην μακρινή πλευρά της Σελήνης κοντά στον νότιο πόλο, γνωστή ως πρόσκρουση Νοτίου Πόλου-Αϊτκεν (SPA).
«Οι αναλύσεις μας δείχνουν ότι τα μοντέλα και τα δεδομένα αφηγούνται μια αξιοσημείωτα συνεπή ιστορία», δήλωσε ο συν-συγγραφέας υποψήφιος διδάκτωρ Weigang Liang. «Τα υλικά ιλμενίτη μετανάστευσαν στην κοντινή πλευρά και βυθίστηκαν στο εσωτερικό σε μορφή καταρρακτών, αφήνοντας πίσω τους κατάλοιπα που προκαλούν ανωμαλίες στο βαρυτικό πεδίο της Σελήνης».
Η κατανομή των υπολειμμάτων των IBC και η εκτιμώμενη ηλικία των μεγαλύτερων λεκανών της Σελήνης οδηγούν τους συγγραφείς στο συμπέρασμα ότι η ανατροπή συνέβη πριν από τουλάχιστον 4,09 δισεκατομμύρια χρόνια, και πιθανότατα τουλάχιστον 130 εκατομμύρια χρόνια πριν από αυτό. Τα μοντέλα υποδεικνύουν ότι η διαδικασία αυτή διήρκεσε 100-300 εκατομμύρια χρόνια. Θεωρείται ότι η πρόσκρουση Νοτίου Πόλου-Αϊτκεν (SPA) συνέβη πριν από 4,25 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά με βάση αυτά τα δεδομένα οι συγγραφείς υποθέτουν ότι ίσως συνέβη λίγο νωρίτερα.
«Οι ανωμαλίες στα όρια του PKT παρέχουν την πιο άμεση φυσική απόδειξη για τον τρόπο που συνέβη η ανατροπή του σεληνιακού μανδύα μετά τη στερεοποίηση του ωκεανού μάγματος, καθώς και για την βύθιση του ιλμενίτη προς το βαθύτερο εσωτερικό της Σελήνης», γράφουν οι συγγραφείς.
«Αποδεικνύεται ότι η πρώιμη ιστορία της Σελήνης είναι γραμμένη κάτω από την επιφάνεια και χρειάστηκε απλά ο σωστός συνδυασμός μοντέλων και δεδομένων για να αποκαλυφθεί αυτή η ιστορία», δήλωσε ο Andrews-Hann.
Η εργασία δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature Geoscience