Månen. Bildkredit: NASA Klicka för förstoring
Planetforskare i Ohio State University har hittat resterna av antika månkonsekvenser som kan ha bidragit till att skapa ytfunktionen som vanligtvis kallas "mannen i månen."
Deras studie tyder på att ett stort föremål träffade månens bortre sida och skickade en chockvåg genom månens kärna och hela vägen till den jordsidan. Skorpan återföll - och månen bär ärr från detta möte även i dag.
Upptäckten har konsekvenser för månmålsökning och kan lösa ett mysterium om hur tidigare effekter på jorden påverkar den geologi idag.
De tidiga Apollo-uppdragen avslöjade att månen inte är perfekt sfärisk. Ytan är snedställd på två platser; en jordning som vetter mot jorden kompletteras av en stor fördjupning på månens bortre sida. Forskare har länge undrat om dessa ytfunktioner orsakades av att jordens tyngdkraft drog på månen tidigt i dess existens, när dess yta fortfarande var smält och formbar.
Enligt Laramie Potts och Ralph von Frese, en postdoktor och professor i geologiska vetenskaper respektive i Ohio State, är dessa funktioner istället rester från gamla effekter.
Potts och von Frese kom till denna slutsats efter att de använde gravitationsfluktuationer uppmätta av NASA: s Clementine- och Lunar Prospector-satelliter för att kartlägga månens inre. De rapporterade resultaten i en nylig utgåva av tidskriften Physics of the Earth and Planetetary Interiors.
De förväntade sig se defekter under månens skorpa som motsvarade kratrar på ytan. Gamla stötar, trodde de, skulle ha lämnat märken bara ner till manteln, det tjocka stenlagret mellan månens metallkärna och dess tunna ytterskorpa. Och det var exakt vad de såg till en början.
Potts pekade på en tvärsnittsbild av månen som forskarna skapade med hjälp av Clementine-data. På månens bortre sida ser jordskorpan ut som om den var deprimerad och sedan återkopplade från en jättepåverkan, sade han. Under depressionen faller manteln ner medan han och von Frese förväntar sig att den skulle göra om den hade absorberat en chock.
Bevis på den forntida katastrofen borde ha slutat där. Men ungefär 700 mil direkt under anslagspunkten kastar en bit av manteln fortfarande in i månens kärna idag.
Det var överraskande nog. "Människor tänker inte på effekter som saker som når hela vägen till planetens kärna," sade von Frese.
Men vad de såg från kärnan hela vägen till ytan på månens nära sida var ännu mer förvånande. Kärnan buknar ut, som om kärnmaterialet skjutits in på fjärrsidan och drogs ut i manteln på nära sida. Ovanför en utåtriktad utbuktning i manteln, och ovanför det - på jordens vända sida av månen - sitter en utbuktning på ytan.
För Ohio State-forskarna tyder det på hur dessa funktioner stämmer upp att ett stort objekt som en asteroid träffade månens bortre sida och skickade en chockvåg genom kärnan som dök upp på nära sida.
Forskarna tror att en liknande, men tidigare påverkan inträffade på nära sida.
Potts och von Frese misstänker att dessa händelser hände för cirka fyra miljarder år sedan, under en period då månen var geologiskt aktiv - med dess kärna och manteln fortfarande smält och magma flödande.
Då var månen mycket närmare jorden än den är idag, förklarade Potts, så gravitationella interaktioner mellan de två var starkare. När magma befriades från månens djupa inre av påverkningarna tog jordens tyngdkraft tag i den och släppte inte loss.
Så de snedställda ytorna på månens nära och långa sidor och de inre funktionerna som förbinder dem är alla i huvudsak tecken på skador som aldrig läkt.
"Denna forskning visar att även efter att kollisionerna inträffade hade jorden en djup effekt på månen," sade Potts.
Påverkningarna kan ha skapat förhållanden som ledde till en framstående månfunktion.
"Mannen i månen" är en samling av mörka slättar på jordens vända sida av månen, där magma från månens mantel en gång flödade ut på ytan och översvämmade månkratrar. Månen har för länge kylts, förklarade von Frese, men de mörka slättarna är en rest av den tidiga aktiva tiden - "ett fruset magmahav."
Hur den magma kom till ytan är ett mysterium, men om han och Potts har rätt, kan gigantiska effekter ha skapat en geologisk "hot spot" på månen? en plats där magma bubblar till ytan. En stund mellan påverkan inträffade och när månen stelnade, undkom viss magma manteln genom sprickor i jordskorpan och översvämmade närliggande ytan och bildade en månens "heta plats".
En varm plats på jorden bildar vulkanerna som gör den hawaiiska önkedjan. Ohio State forskare undrade: kunde liknande antika effekter ha trängt in i jorden och orsakat de heta platserna som finns här idag? von Frese tror att det är möjligt.
"Säkert jorden var också peppade av stötar," sade han. ”Bevis på påverkan här är dold, men det finns heta ställen som Hawaii. Vissa hotspots har motsvarande hotspots på motsatt sida av jorden. Det kan vara en konsekvens av denna effekt. ”
Han och Potts utforskar idén genom att studera gravitationella avvikelser under Chicxulub-krateret på Mexikos Yucatan-halvön. En gigantisk asteroide slog till platsen för cirka 65 miljoner år sedan och tros ha startat en miljökedjoreaktion som dödade dinosaurierna.
NASA finansierade denna forskning. Rymdbyrån har anklagats för att återföra astronauter till månen för att söka värdefulla gaser och mineraler.
Men även idag vet forskare inte helt vad månen är gjord av? inte ända ner till kärnan. De kan beräkna var vissa mineraler bör vara, med tanke på de förhållanden som de tror fanns när månen bildades. Men effekter som den som Potts och von Frese upptäckte har sedan blandat material runt. Tyngdkraftsmätningar, sade de, kommer att spela en nyckelroll när forskare räknar ut vilka material som ligger i månen och var.
”Vi förstår inte helt hur dessa mineraler slår sig ner under temperatur och tryck, så den exakta månens sammansättning är svår att fastställa. Vi måste använda tyngdkraftsmätningar för att beräkna materialens densitet och sedan använda den informationen för att extrapolera den sannolika sammansättningen, sade Potts.
von Frese sade att det skulle behövas en månbasis innan forskare mer fullständigt kan besvara dessa frågor.
Potts instämde. ”När vi har fått fler stenprover och markprover kommer vi att ha mycket mer att gå på. Ingenting är bättre än att ha en person på marken, sade han.
Originalkälla: OSU-nyhetsmeddelande
