Naukowcy skupili się na mineralnym składniku zwanym ilmenitem, który jest częstym składnikiem bazaltów księżycowych, czyli ciemnych skał wulkanicznych utworzonych w wyniku krystalizacji magmy miliardy lat temu. Ilmenit składa się głównie z żelaza, tytanu i tlenu, ale zbadanie go nowoczesnymi metodami mikroskopii elektronowej ujawniło coś niezwykłego. Okazało się, że część atomów tytanu ma trójwartościowy ładunek elektryczny zamiast zwyczajowego, czterowartościowego. Taki stan powstaje tylko wtedy, gdy w otoczeniu było niewiele dostępnego tlenu w momencie krystalizacji minerału.
Czytaj też: Cząstka Amaterasu. Naukowcy odnaleźli źródło kosmicznego rekordzisty
Dokonane odkrycie było możliwe dzięki zastosowaniu bardzo precyzyjnych technik badawczych i analizie próbki skały wulkanicznej pochodzącej z krateru Camelot w dolinie Taurus‑Littrow. Pobrana tam próbka, która stwardniała około 3.8 miliarda lat temu, skrywała w sobie tajemnicę pierwotnego stanu chemicznego magmy księżycowej.
Dlaczego to ma znaczenie? Dotychczas sądzono, że na wczesnych etapach istnienia Księżyca dostępna ilość tlenu – albo raczej stan jego chemiczny – była znikoma lub jednorodna. Zrozumienie, jak bardzo środowisko było pozbawione tlenu z dolnego do wiązania się z innymi pierwiastkami dostarcza nowych informacji o tym, jak zachowywał się księżycowy ocean magmy. Była ogromna masa roztopionej skały, która pokrywała Księżyc zaraz po jego powstaniu.
W praktyce trójwartościowy tytan działa jak subtelny wskaźnik warunków chemicznych: jego obecność w ilmenicie mówi naukowcom, iż w miejscu krystalizacji nie było wystarczającej ilości tlenu, by tytan mógł przyjąć bardziej typowy stan chemiczny. To z kolei sugeruje, że kształtowanie się chemii Księżyca mogło następować w środowisku jeszcze bardziej odmiennym od ziemskiego, niż wcześniej sądzono.
Czytaj też: Kosmita, który przełącza się jak na zawołanie. Astronomowie zidentyfikowali niespotykany wcześniej obiekt
Badacze podkreślają, że to dopiero początek. Do tej pory przeanalizowano tylko jedną próbkę w podobnym detalu, lecz dostępne dane wskazują na więcej podobnych śladów trójwartościowego tytanu, które mogłyby kryć się w innych próbkach księżycowych zgromadzonych przez misje Apollo. Gdy naukowcy przebadają je wszystkie na równie imponującą skalę, może to umożliwić mapowanie chemii w różnych regionach Księżyca i odmiennych epokach jego historii.
Źródło: Georgia Tech
