Skośne uderzenie zamiast czołowego. Nowa teoria powstania basenu SPA
Przez dziesięciolecia panowało przekonanie, że basen South Pole-Aitken (SPA) powstał w wyniku czołowego zderzenia z asteroidą. Nowe analizy tego ogromnego krateru przynoszą zaskakujące wnioski: kolizja nastąpiła pod kątem, a obiekt uderzył w powierzchnię Księżyca z północy. Basen SPA to prawdziwy kolos nawet w kosmicznej skali. Rozciąga się na długości ponad 1930 kilometrów z północy na południe i około 1600 kilometrów ze wschodu na zachód. Charakterystyczny, kroplowy kształt krateru zwężający się ku południowi stał się kluczową wskazówką dla naukowców. Jeffrey Andrews-Hanna z University of Arizona wraz z zespołem porównał SPA z innymi wielkimi basenami uderzeniowymi w Układzie Słonecznym. Wyniki były jednoznaczne – wydłużony profil wyraźnie wskazuje na trajektorię uderzenia z północy na południe.
Czytaj też: Egzoplaneta wielkości Saturna kryje niespodziankę? Astronomowie mówią o jej księżycu i… Avatarze
Obalając konwencjonalną mądrość, że SPA został utworzony przez planetoidę nadlatującą z kierunku południowego, nowa analiza ujawnia, że kształt SPA zwęża się na południe, wskazując raczej na uderzenie nadchodzące z północy – wyjaśniają autorzy
Skala tego zdarzenia robi wrażenie. Powierzchnia basenu mogłaby pomieścić całą Europę, a głębokość sięga kilkunastu kilometrów. Katastrofa wydarzyła się około 4,3 miliarda lat temu, gdy Układ Słoneczny przeżywał okres intensywnego bombardowania przez planetoidy i komety. Energia uwolniona podczas tej kolizji była niewyobrażalna – porównywalna z wybuchem milionów bomb wodorowych. Mimo że mówimy o wydarzeniu sprzed miliardów lat, jego skutki wciąż są widoczne i wpływają na współczesny wygląd Księżyca.
Księżycowy ocean magmy i zagadka asymetrii geologicznej
Aby zrozumieć znaczenie nowego odkrycia, trzeba cofnąć się do czasów, gdy Księżyc był jeszcze młody i pokryty oceanem stopionych skał. Ten ocean magmy stopniowo krzepł przez dziesiątki milionów lat, a podczas tego procesu zachodziło różnicowanie chemiczne. Ciekawe jest to, jak niektóre pierwiastki – potas, pierwiastki ziem rzadkich i fosfor oraz tor – opierały się krystalizacji i koncentrowały się w ostatnich resztkach płynnej magmy.
Jeśli kiedykolwiek zostawiłeś puszkę napoju gazowanego w zamrażarce, mogłeś zauważyć, że gdy woda staje się stała, syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy opiera się zamarzaniu do samego końca i zamiast tego koncentruje się w ostatnich resztkach płynu. Uważamy, że coś podobnego wydarzyło się na Księżycu – opisuje Jeffrey Andrews-Hanna
Asymetryczny rozkład radioaktywnego toru w wyrzutach basenu SPA dostarcza kluczowych informacji. Zachodnia część krateru wykazuje wyższe stężenia tego pierwiastka (1,79 ppm) w porównaniu ze wschodnią (1,17 ppm). Ta różnica sugeruje, iż w momencie uderzenia pod południowo-zachodnią częścią przyszłego krateru znajdowały się resztki oceanu magmy bogate w tor. Analizy wskazują, że katastrofa nastąpiła, gdy ocean magmy był w 98,8% skrystalizowany, czyli w bardzo późnej fazie jego krzepnięcia, prawdopodobnie na 10-75 milionów lat przed całkowitym zastygnięciem.
Znaczenie dla misji Artemis i przyszłych badań Księżyca
Odkrycie ma bezpośrednie konsekwencje dla planowanych misji Artemis, które zakładają lądowanie w rejonie południowego bieguna Księżyca, na krawędzi basenu SPA. To, co wcześniej uważano za interesujący geologicznie region, okazuje się potencjalnym skarbcem informacji o wczesnej historii naszego satelity. Skośna trajektoria uderzenia oznacza, że planowane miejsca lądowania znajdą się w strefie “za uderzeniem”, gdzie powinny znajdować się materiały wyrzucone z najgłębszych warstw księżycowego wnętrza.
Czytaj też: Miniaturowe znalezisko z misji Apollo. Te koraliki skrywają historię wulkanów na Księżycu
Oznacza to, że misje Artemis będą lądować na krawędzi basenu “za uderzeniem” – najlepszym miejscu do badania największego i najstarszego basenu uderzeniowego na Księżycu, gdzie powinien być nagromadzony materiał wyrzucony z głębi wnętrza Księżyca – dodaje Andrews-Hanna
Astronauci będą mieli dostęp do próbek, które mogą odpowiedzieć na fundamentalne pytania o ewolucję Księżyca. Materiały wyrzucone z głębin podczas uderzenia SPA stanowią unikalne okno w przeszłość, pozwalające zajrzeć do wnętrza satelity bez konieczności głębokiego wiercenia. Analizy tych próbek mogą ujawnić skład pierwotnego oceanu magmy, tempo jego krystalizacji, historię wczesnego bombardowania Układu Słonecznego oraz procesy różnicowania chemicznego we wnętrzu Księżyca. Badania basenu South Pole-Aitken otwierają nowy rozdział w selenologii. Po raz pierwszy mamy szansę powiązać obserwacje geologiczne z konkretnym momentem w historii Księżyca i zrozumieć, jak pojedyncze uderzenie asteroidy mogło wpłynąć na kształt i strukturę całego satelity. Gdy astronauci misji Artemis staną na krawędzi tego prehistorycznego krateru, będą mieli okazję badać miejsce, które pamięta najwcześniejsze dni istnienia układu Ziemia-Księżyc.