הפתעות סיליקה בדגימת הירח של סין חושפות את ההיסטוריה הנסתרת של הירח

דגימת הירח שהוחזרה במשימת הירח של סין ב-2020 הכילה מינרלים המספקים רמזים למקורם.

ירח כדור הארץ השיג את מראה הגבינה השוויצרית שלו מחפצים שמימיים שהתרסקו אל פני השטח שלו ויצרו מכתשי פגיעה. אבל המכתשים לא היו כל מה שנותר מאחור; הלחץ והטמפרטורה האינטנסיביים של התנגשות כזו משפיעים גם על הסלעים והאבק המכסים את פני הירח, המכונה רגוליט, ומשנים את הרכב המינרלים והמבנה שלו. ניתוח המינרלים שנוצרו מספק לחוקרים מודרניים רמזים לעברו של הירח.

ניתוח דגימת הירח של Chang'e-5

ה-Chang'e-5 של סין, משימת החזרת מדגם הירח הראשונה מאז ה-Luna 24 של ברית המועצות ב-1976, סיפקה 1.73 קילוגרם של רגוליט מהאושינוס פרוסלרום, מטוס שנקרא על שם גודלו העצום. המדגם נחתה עם Chang'e-5 (CE-5) בסוף 2020 וכללה מינרל חדש, Changesite-(Y), כמו גם שילוב מביך של מינרלים סיליקה.

ב חומר וקרינה בקיצוניות, בכתב עת של AIP Publishing, חוקרים מהאקדמיה הסינית למדעים השוו את הרכב החומרים של CE-5 לדגימות אחרות של הירח והרגולית של מאדים. הם בחנו סיבות ומקורות פוטנציאליים לאיפור הייחודי של דגימת הירח.

מטמורפיזם השפעה ומינרלים ירחיים

אסטרואידים ושביטים מתנגשים בירח במהירויות קיצוניות, וגורמים למטמורפיזם של פגיעה (הלם) בסלעי הירח. שינוי טמפרטורה ולחץ זה מתרחש במהירות ויש לו מאפיינים ייחודיים, כולל היווצרות של פולימורפים סיליקה כמו stishovite ו-seifertite, אשר זהים מבחינה כימית לקוורץ אך בעלי מבנים גבישיים שונים.

"למרות ששטח הירח מכוסה בעשרות אלפי מכתשי פגיעה, מינרלים בלחץ גבוה אינם שכיחים בדגימות ירח", אמר המחבר ווי דו. "אחד ההסברים האפשריים לכך הוא שרוב המינרלים בלחץ גבוה אינם יציבים בטמפרטורות גבוהות. לכן, אלה שנוצרו במהלך ההשפעה היו יכולים לחוות תהליך רטרוגרדי".

עם זאת, שבר סיליקה בדגימת CE-5 מכיל גם סטישווויט וגם סייפרטיט, מינרלים שתיאורטית מתקיימים רק בלחצים גבוהים בהרבה ממה שהדגימה חוותה לכאורה.

המחברים קבעו ש-Seifertite קיים כשלב בין stishovite לפולימורף סיליקה שלישי, α-cristobalite, הקיים גם הוא במדגם.

"במילים אחרות, סייפרטיט יכול להיווצר מ-α-cristobalite במהלך תהליך הדחיסה, וחלק מהדגימה הפכה לסטישוביט במהלך תהליך הגברת הטמפרטורה שלאחר מכן", אמר דו.

המשמעות של הממצאים של Chang'e-5

משימה זו גם החזירה מינרל ירח חדש, Changesite-(Y), מינרל פוספט המאופיין בגבישים עמודים שקופים חסרי צבע.

החוקרים העריכו את שיא הלחץ (11-40 GPa) ואת משך ההשפעה (0.1-1.0 שניות) של ההתנגשות שעיצבה את המדגם. בשילוב המידע הזה עם מודלים של גלי הלם, הם העריכו את המכתש שנוצר ברוחב של בין 3 ל-32 קילומטרים, בהתאם לזווית הפגיעה.

תצפיות מרוחקות מראות שפליטות מרוחקות ברגולית CE-5 מגיעות בעיקר מארבעה מכתשי פגיעה, ומכתש אריסטארכוס הוא הצעיר מבין ארבעת המכתשים המרוחקים. מכיוון שהסייפרטיט והסטישוביט מופרעים בקלות על ידי מטמורפיזם תרמי, הם הסיקו את שבר הסיליקה שמקורו כנראה מההתנגשות שיצרה את מכתש אריסטארכוס.

משימת החזרה לדוגמה זו הדגימה את כוחו של ניתוח מודרני וכיצד הוא יכול לעזור לחשוף את ההיסטוריה של גרמי השמיים.