Atskleista mėnulio gelmių paslaptis: radiniai uolienose pasakoja tikrąją žemės istoriją
Žemė ir Mėnulis šiandien atrodo labai skirtingai, tačiau manoma, kad jie susiformavo panašiomis kosminėmis sąlygomis. Viena plačiausiai aptariamų hipotezių teigia, jog ankstyvąją Žemę kliudė Marso dydžio dangaus kūnas, o po šio milžiniško smūgio į kosmosą išmesta medžiaga vėliau susitelkė ir suformavo Mėnulį.
Skirtingai nei Žemė, Mėnulis neturi plokščių tektonikos ir praktiškai neturi atmosferos, galinčios per ilgo laikotarpio procesus reikšmingai permodeliuoti paviršių ar „perdirbti“ tokius elementus kaip deguonis. Dėl to Mėnulis išsaugo senovinių geologinių sąlygų „archyvą“, kuris gali padėti mokslininkams geriau suprasti ir mūsų planetos praeitį.
Ankstyvojo Mėnulio vulkaninės veiklos metu susiformavusios uolienos yra tarsi langas į įvykius, vykusius prieš beveik 4 mlrd. metų. Nustatydami, kokiomis sąlygomis šios uolienos formavosi, tyrėjai artėja prie atsakymo, kaip vystėsi ne tik Mėnulis, bet ir pati Žemė.
2026 m. kovą žurnale Nature Communications paskelbtame tyrime fizikų ir geologų komanda nagrinėjo ilmenitą – mineralą, sudarytą iš geležies, titano ir deguonies. Šis ilmenitas buvo aptiktas Mėnulio uolienoje, kuri kristalizavosi iš senovinės Mėnulio magmos.
Tyrėjai pasitelkė pažangią elektroninę mikroskopiją ir analizavo titano cheminį „parašą“ ilmenite. Nustatyta, kad maždaug 15 proc. titano turi mažesnį elektrinį krūvį, nei būtų tikėtasi.
Įprastai ilmenite titano atomas, jungdamasis su deguonimi, netenka keturių elektronų, todėl jo teigiamas krūvis būna 4+ (tai vadinamasis oksidacijos skaičius). Tačiau tirtoje uolienoje, surinktoje per „Apollo 17“ misiją, dalis titano turėjo tik 3+ krūvį. Toks titanas vadinamas trivalenčiu.
Mokslininkai pabrėžia, kad trivalenčio titano matavimai patvirtina tai, ką geologai ilgą laiką įtarė: dalis titano Mėnulio ilmenite iš tiesų gali būti žemesnės oksidacijos būsenos.
Trivalenis titanas susidaro tuomet, kai cheminėms reakcijoms prieinamo deguonies kiekis yra mažas. Todėl trivalenčio titano gausa ilmenite gali suteikti informacijos apie tai, kiek deguonies buvo Mėnulio gelmėse tuo metu, kai uoliena formavosi – maždaug prieš 3,8 mlrd. metų.
Kol kas komanda išsamiai ištyrė tik vieną Mėnulio uolieną, tačiau, remiantis publikuotais darbais, identifikuota daugiau nei 500 Mėnulio ilmenito analizių, kuriose taip pat gali būti trivalenčio titano. Šių mėginių tyrimai galėtų atskleisti, kaip Mėnulio chemija kito skirtingose vietose ir skirtingais laikotarpiais.
Vis dėlto tyrėjai pažymi, kad ryšys tarp trivalenčio titano ilmenite ir deguonies prieinamumo dar nėra tiksliai įvertintas kryptingais eksperimentiniais duomenimis. Tokie eksperimentai galėtų padėti geriau suprasti Mėnulio vidaus chemines sąlygas. Be to, mokslininkai tikisi, kad panašus dėsningumas gali būti svarbus ir kitoms planetoms ar asteroidams, kuriuose chemiškai prieinamo deguonies yra mažiau nei Žemėje.
Šie metodai gali būti pritaikyti tiriant daugybę Mėnulio uolienų, surinktų „Apollo“ misijų metu prieš daugiau nei 50 metų, taip pat būsimus mėginius iš „Artemis“ misijų ar 2024 m. iš tolimosios Mėnulio pusės pargabentas uolienas, gautas per Kinijos „Chang’e-6“ misiją.
Vienas iš tyrėjų planuoja naujoje eksperimentinėje laboratorijoje aiškintis, kaip deguonies prieinamumas magmoje veikia trivalenčio titano gausą ilmenite. Jei tokie bandymai patvirtins išvadas, ilmenitas galėtų tapti įrankiu, leidžiančiu atkurti senovinių Mėnulio magmų istoriją.
Tyrėjų teigimu, ateities Mėnulio uolienų studijos, paremtos pažangiais metodais, yra būtinos norint atskleisti, kokios cheminės sąlygos vyravo senoviniame Mėnulyje. Tokie duomenys gali suteikti užuominų ne tik apie Mėnulio raidą, bet ir apie pačius ankstyviausius Žemės istorijos skyrius, kurių įrašai mūsų planetoje per laiką buvo ištrinti.
