Ett kinesiskt uppdrag till månens bortre sida kan ha avslöjat hemligheten till månens mantel.
Uppdraget skickade en lander till solkrets största krater, där en påverkan sannolikt sände fragment av manteln som flyger till månens yta. Den nya forskningen är kanske det bästa utseendet på det andra skiktet av jordens naturliga satellit, som i stort sett förblir mystisk. Månen har, liksom Jorden, en skorpa, mantel och kärna. Skorpan är tillverkad av plagioclase eller aluminiumsilikat, men mantelens sammansättning har förblivit mystisk - varken U.S. Apollo-programmet eller sovjetiska Luna-uppdragen på 1960- och 1970-talet lyckades få tillbaka alla bergprover som innehåller mantelmaterial.
Lunarandaren Chang'E-4, som skickades till fjärrsidan av månen av Kina tidigare i år, kan äntligen få en titt på den mystiska manteln. Några av de första mätningarna som skickades tillbaka av landarens månrover tyder på att den massiva södra Pole-Aitken-krateret innehåller fragment av månens övre mantel.
Mystery mantel
Jorden som testats med den synliga och nära infraröda spektrometern ombord på Yutu-2-rover visar mönster av ljusreflektion som indikerar höga halter av högkalciumpyroxeneand olivin, två mineraler som finns i många stolliga och metamorfa bergarter och långt hypoteserade för att bilda månens mantel. Olivine, som finns rikligt med jordens mantel, har tidigare varit svårt att hitta på månens yta, men forskare under ledning av Chunlai Li från National Astronomical Observatories vid Chinese Academy of Sciences skrev idag (15 maj) i tidskriften Nature.
"Li och kollegas resultat är spännande och kan ha betydande konsekvenser för att karakterisera sammansättningen av Månens övre mantel," skrev Patrick Pinet, en planetforskare vid Research Institute in Astrophysics and Planetology i Frankrike, i ett yttrande som åtföljde den nya uppsatsen . (Pinet deltog inte i forskningen.)
Planetforskare misstänker att månen bildades när en enorm påverkan kastade enorma mängder material från den tidiga jorden. Under månens tidiga dagar skulle satellitens hela yta ha varit ett smält magmahav. I det havet separerade mineraler ut genom densitet, med lättare plagioklas som stiger upp och tyngre, järn- och magnesiumrika mineraler sjunker ner i manteln.
Att förstå denna process på månen är viktigt, skrev Pinet, eftersom månen har samma treskiktsstruktur som Jorden, men utan komplikationer orsakade av plattaktonik (som Jorden har men månen saknar).
"Det är därför av enormt värde för att förstå utvecklingen av planetariska inredningar," skrev Pinet. Men utan direkt bevis på månens mantelsammansättning är det en svår uppgift.
Under ytan
Kinas landare av Chang'E-4 kan ändra allt detta. Den 3 januari 2019 bosatte sig landaren i South Pole-Aitken, som är en yta på 2 553 mil (2,500 kilometer) i diameter och är pockmarked med mindre kratrar. Forskare tror att påverkan som skapade bassängen var tillräckligt stor för att tränga djupt in i månens mantel och spira några av dess mineraler till ytan.
De första resultaten från den synliga och nära infraröda spektrometern antyder att påverkan gjorde just det. Instrumentet använder ljusstrålar på den synliga och nära-infraröda delen av spektrumet för att analysera mineralerna i marken och samla in data om våglängderna i ljuset som reflekterar från materialet. Resultaten kan sedan jämföras med reflektansen hos kända mineraler för att se vad som matchar.
I Von Kármán-krateret i bassängen upptäckte rover järn- och magnesiumrika stenar som hade släppts ut från krateren vid påverkan. Förutom lågt kalciumpyroxen och olivin, innehöll materialet små mängder högkalciumpyroxen, som annars inte finns på månens yta.
"Dessa kan representera djupa sittande material potentiellt från månmanteln," skrev forskarna. Ejecta har sitt ursprung i den närliggande Finsen-krateret på 45 mil (72 km), fann de.
Mer utforskning kommer att behövas för att validera resultaten, inklusive insamling av fler stenprover, skrev Pinet. Li och kollegor planerar att analysera distributionen av det nyupptäckta olivinet och bättre förstå geologin för det möjliga mantelmaterialet.
