Dwie twarze Księżyca. Co tak naprawdę dzieli obie strony?
Na początek warto rozprawić się z mitem. To, co nazywamy „ciemną stroną Księżyca”, wcale nie jest pozbawione światła. Oświetla je Słońce dokładnie tak samo jak półkulę zwróconą ku Ziemi. Rzecz w tym, że ze względu na tzw. rotację synchroniczną, zawsze widzimy tylko jedną jego stronę. Różnice między nimi są jednak kolosalne i sięgają głęboko pod powierzchnię.
Strona widoczna z Ziemi usiana jest rozległymi „morzami”, czyli basenami wypełnionymi ciemną, bazaltową lawą, która wydostała się na powierzchnię miliardy lat temu. To one nadają Księżycowi charakterystyczny wygląd. Druga strona jest za to znacznie bardziej górzysta, pokryta niezliczonymi kraterami, a jej skorupa okazuje się wyraźnie grubsza. Co ciekawe, pomiary sugerują też, że jest lepszym przewodnikiem elektrycznym. Ta dychotomia od dawna sugerowała, jakoby historia geologiczna obu półkul musiała potoczyć się zupełnie innymi torami.
Przełomowe odkrycie misji Chang’e-6
Dostarczone przez Chang’e-6 skały dały nam w końcu szansę na laboratoryjne porównanie budulca obu półkul. Kluczem okazała się precyzyjna analiza izotopowa, skupiona głównie na potasie. Izotopy, czyli odmiany tego samego pierwiastka różniące się masą, działają jak geologiczny „dysk twardy”. Zapisują bowiem procesy, takie jak ekstremalne nagrzewanie. Okazało się, że próbki z odwrotnej strony Księżyca zawierają znacznie więcej cięższych izotopów potasu niż te z półkuli widocznej. To niezwykle ważna wskazówka. Potas w wysokich temperaturach zaczyna odparowywać, a w kosmicznej próżni lżejsze izotopy „uciekają” szybciej. Ich deficyt w skałach oznacza więc, że materiał musiał zostać poddany potwornemu żarowi. Różnice w izotopach żelaza były mniej wyraźne i mogły powstać w standardowych procesach wulkanicznych, ale sygnatura potasu była jednoznaczna: coś tę skałę stopiło.
Podejrzenia naukowców szybko padły na największą bliznę na powierzchni Księżyca, a może i całego Układu Słonecznego: Basen Biegun Południowy-Aitken (SPA). Ten gigantyczny krater uderzeniowy na niewidocznej stronie ma około 2500 kilometrów średnicy i 13 kilometrów głębokości. Według badań opublikowanych w PNAS, uderzenie, które go stworzyło, mogło nagrzać płaszcz Księżyca do około 2500 stopni Celsjusza. Przy takiej temperaturze doszło do masowego odparowywania potasu i selektywnej utraty lżejszych izotopów. To właśnie dlatego w pozostałym materiale dominują te cięższe.
Czytaj też: Coś uderzyło w Księżyc. Europejskie obserwatorium uchwyciło moment kolizji
Co ważne, uderzenie było na tyle potężne, że nie tylko stopiło ogromne obszary, ale też nierównomiernie rozprowadziło we wnętrzu Księżyca pierwiastki radioaktywne, które długo potem ogrzewały jego wnętrze. Hipoteza jest przekonująca: monstrualne uderzenie stopiło płaszcz po jednej stronie, co zmieniło jego skład i późniejszą ewolucję. Cięższa, bogatsza w pewne minerały skorupa po stronie uderzenia utrudniła późniejsze wydostawanie się lawy na powierzchnię, tłumacząc brak „mórz”. Z kolei po przeciwnej stronie, gdzie płaszcz pozostał cieplejszy i bardziej aktywny, lawa łatwiej zalewała baseny, tworząc dzisiejszy krajobraz.
Co dalej z księżycową zagadką?
To odkrycie to bez wątpienia milowy krok. Po raz pierwszy mamy bezpośredni, namacalny dowód na to, że różnice między stronami są fundamentalne i sięgają najwcześniejszych etapów formowania się satelity. Teoria gigantycznego uderzenia zyskuje mocne poparcie. Jednak, jak to w nauce bywa, odpowiedź rodzi nowe pytania.
Naukowcy podkreślają, że to dopiero pierwszy rozdział. Próbki z Chang’e-6 pochodzą z jednego, konkretnego miejsca. Aby w pełni zweryfikować nową hipotezę i zrozumieć globalny wpływ uderzenia związanego z powstaniem SPA, potrzebujemy znacznie więcej próbek z różnych regionów obu półkul. Misja Chang’e-6 otworzyła drzwi, lecz przed ekspertami długa droga. To, co wydaje się najbardziej obiecujące, to fakt, że mamy już fizyczny klucz do odczytania jednej z najstarszych kart w historii Układu Słonecznego.