Czy spacerując po miękkim podłożu zauważasz, jak Twoje stopy pozostawiają wrażenia? Być może od czasu do czasu śledziłeś luźniejszą ziemię na swoim podwórku w domu? Gdybyś miał zebrać niektóre z tych śladów - które nazywamy brudem lub glebą - i zbadać je pod mikroskopem, co byś zobaczył?
Zasadniczo zobaczylibyście składniki tak zwanego regolitu, który jest zbiorem cząstek pyłu, gleby, zepsutej skały i innych materiałów znalezionych tutaj na Ziemi. Co ciekawe, ten sam podstawowy materiał można znaleźć również w innych środowiskach lądowych - w tym na Księżycu, Marsie, innych planetach, a nawet asteroidach.
Definicja:
Termin „regolit” odnosi się do dowolnej warstwy materiału pokrywającej skałę litą, która może występować w postaci pyłu, ziemi lub skały łamanej. Słowo pochodzi od połączenia dwóch greckich słów - rhego (co oznacza „koc”) i lithos (co oznacza „kamień).
Ziemia:
Regolit na Ziemi przyjmuje postać brudu, gleby, piasku i innych składników, które powstają w wyniku naturalnego wietrzenia i procesów biologicznych. Ze względu na kombinację erozji, osadów aluwialnych (tj. Poruszający się piasek zubożający piasek), erupcje wulkaniczne lub aktywność tektoniczną, materiał jest powoli szlifowany i układany na solidnej skale.
Może składać się z glinek, krzemianów, różnych minerałów, wód gruntowych i cząsteczek organicznych. Regolit na Ziemi może być różny: od jego nieobecności do grubości setek metrów. Może być również bardzo młody (w postaci popiołu, aluwium lub lawy, która właśnie została złożona) do setek milionów lat (regolit z epoki przedkambryjskiej występuje w niektórych częściach Australii).
Na Ziemi obecność regolitu jest jednym z ważnych czynników dla większości życia, ponieważ niewiele roślin może rosnąć na litej skale lub w jej obrębie, a zwierzęta nie byłyby w stanie kopać ani budować schronienia bez luźnego materiału. Regolit jest również ważny dla ludzi, ponieważ był używany od zarania cywilizacji (w postaci cegieł mułowych, betonu i ceramiki) do budowy domów, dróg i innych prac domowych.
Różnica w terminologii między „glebą” (czyli brudem, błotem itp.) A „piaskiem” polega na obecności materiałów organicznych. W pierwszym z nich istnieje w obfitości i jest tym, co oddziela regolit na Ziemi od większości innych środowisk lądowych w naszym Układzie Słonecznym.
Księżyc:
Powierzchnia Księżyca pokryta jest drobnym proszkowym materiałem, który naukowcy nazywają „księżycowym regolitem”. Prawie cała powierzchnia Księżyca pokryta jest regolitem, a podłoże skalne widoczne jest tylko na ścianach bardzo stromych kraterów.
Regolit Księżyca uformował się na przestrzeni miliardów lat w wyniku ciągłych uderzeń meteorytów na powierzchnię Księżyca. Naukowcy szacują, że regolit księżycowy rozciąga się w niektórych miejscach na 4-5 metrów, a na starszych obszarach górskich nawet na 15 metrów.
Kiedy opracowano plany misji Apollo, niektórzy naukowcy obawiali się, że księżycowy regolit będzie zbyt lekki i sypki, aby utrzymać ciężar lądownika księżycowego. Zamiast lądować na powierzchni, martwili się, że lądownik po prostu zatopi się w nim jak zaspa śnieżna.
Jednak lądowania wykonane przez automatyczny statek kosmiczny Surveyor wykazały, że gleba księżycowa była wystarczająco twarda, aby utrzymać statek kosmiczny, a astronauci później wyjaśnili, że powierzchnia Księżyca była bardzo twarda pod ich stopami. Podczas lądowań Apollo astronauci często uważali za konieczne użycie młotka do wbicia w niego narzędzia do próbkowania rdzenia.
Gdy astronauci dotarli na powierzchnię, donieśli, że drobny pył księżycowy przylgnął do ich skafandrów kosmicznych, a następnie odkurzył wnętrze lądownika księżycowego. Astronauci twierdzili również, że dostało się do ich oczu, powodując ich zaczerwienienie; i gorzej, nawet dostały się do płuc, powodując kaszel. Pył księżycowy jest bardzo ścierny i został zauważony ze względu na jego zdolność do noszenia skafandra kosmicznego i elektroniki.
Powodem tego jest fakt, że księżycowy regolit jest ostry i postrzępiony. Wynika to z faktu, że na Księżycu nie ma atmosfery ani płynącej wody, a zatem nie ma naturalnego procesu wietrzenia. Kiedy mikro-meteoroidy uderzyły w powierzchnię i utworzyły wszystkie cząstki, nie było procesu niszczenia jej ostrych krawędzi.
Termin gleba księżycowa jest często używany zamiennie z „księżycowym regolitem”, ale niektórzy twierdzą, że termin „gleba” jest niepoprawny, ponieważ jest zdefiniowany jako mający zawartość organiczną. Jednak standardowe użycie przez księżycowych naukowców zwykle ignoruje to rozróżnienie. Stosuje się także „pył księżycowy”, ale głównie w odniesieniu do jeszcze drobniejszych materiałów niż gleba księżycowa.
Ponieważ NASA pracuje nad planami wysłania ludzi z powrotem na Księżyc w nadchodzących latach, naukowcy pracują nad tym, aby dowiedzieć się, jak najlepiej pracować z księżycowym regolitem. Przyszli koloniści mogli wydobywać minerały, wodę, a nawet tlen z księżycowej gleby, i wykorzystywać go również do produkcji podstaw.
Mars:
Lądowniki i łaziki wysłane na Marsa przez NASA, Rosjan i ESA zwróciły wiele interesujących zdjęć, pokazujących krajobraz pokryty rozległymi połaciami piasku i pyłu, a także skały i głazy.
W porównaniu do księżycowego regolitu, pył Marsa jest bardzo drobny i wystarczająco dużo pozostaje zawieszony w atmosferze, aby nadać niebu czerwonawy odcień. Pył jest czasami zbierany podczas rozległych burz pyłowych na całej planecie, które są dość powolne z powodu bardzo niskiej gęstości atmosfery.
Powód, dla którego marsjański regolit jest o wiele drobniejszy niż ten znaleziony na Księżycu, przypisuje się przepływającej wodzie i dolinom rzek, które niegdyś pokrywały jego powierzchnię. Naukowcy z Marsa badają obecnie, czy w obecnej epoce wciąż kształtuje się regolit marsjański.
Uważa się, że duże ilości wody i dwutlenku węgla pozostają zamrożone w regolicie, co byłoby przydatne, gdyby i kiedy załogi (i nawet wysiłki kolonizacyjne) miały się odbyć w nadchodzących dziesięcioleciach.
Księżyc Marsa w Deimos jest również pokryty warstwą regolitu, którego grubość szacuje się na 50 metrów. Obrazy dostarczone przez orbitera Viking 2 potwierdziły jego obecność z wysokości 30 km (19 mil) nad powierzchnią Księżyca.
Asteroidy i zewnętrzny układ słoneczny:
Jedyną inną planetą w naszym Układzie Słonecznym, o której wiadomo, że ma regolit, jest Titan, największy księżyc Saturna. Powierzchnia znana jest z rozległych pól wydm, choć dokładne ich pochodzenie nie jest znane. Niektórzy naukowcy sugerują, że mogą to być małe fragmenty lodu wodnego erodowane przez ciekły metan Tytana lub cząstki materii organicznej, które powstały w atmosferze Tytana i spadły na powierzchnię.
Inną możliwością jest to, że seria potężnych zwrotów wiatru, które występują dwa razy w ciągu jednego roku Saturna (30 lat ziemskich), jest odpowiedzialna za tworzenie tych wydm, które mierzą kilkaset metrów wysokości i rozciągają się na setki kilometrów. Obecnie naukowcy z Ziemi wciąż nie są pewni, z czego składa się regolit Tytana.
Dane zwrócone przez penetrometr Huygens Probe wskazują, że powierzchnia może być podobna do gliny, ale długoterminowa analiza danych sugeruje, że może ona składać się z ziaren lodu podobnych do piasku. Zdjęcia wykonane przez sondę po wylądowaniu na powierzchni Księżyca pokazują płaską równinę pokrytą zaokrąglonymi kamykami, które mogą być wykonane z lodu wodnego, i sugerują działanie poruszających się na nich płynów.
Obserwowano również, że asteroidy mają regolit na swoich powierzchniach. Są one wynikiem uderzeń meteorytów, które miały miejsce w ciągu milionów lat, rozpylając ich powierzchnie i tworząc pył i małe cząsteczki przenoszone w kraterach.
Statek kosmiczny NEAR Shoemaker firmy NASA dostarczył dowody regolitu na powierzchni asteroidy 433 Eros, która pozostaje jak dotąd najlepszymi obrazami regolitu asteroid. Dodatkowe dowody zostały dostarczone przez misję Hayabusa JAXA, która zwróciła wyraźne obrazy regolitu na asteroidzie, która była uważana za zbyt małą, by ją utrzymać.
Obrazy dostarczone przez kamery optycznego, spektroskopowego i systemu zdalnego obrazowania w podczerwieni (OSIRIS) na pokładzie statku kosmicznego Rosetta potwierdziły, że asteroida 21 Lutetia ma warstwę regolitu w pobliżu bieguna północnego, który obserwowano jako przepływający w dużych osuwiskach związanych ze zmianami w albedo gwiazdozbioru.
Aby zwięźle to rozbić, wszędzie tam, gdzie jest skała, prawdopodobnie będzie regolit. Niezależnie od tego, czy jest to produkt wiatru lub płynącej wody, czy obecność meteorów wpływających na powierzchnię, dobre, staromodne „zabrudzenia” można znaleźć niemal wszędzie w naszym Układzie Słonecznym; i najprawdopodobniej we wszechświecie poza…
Napisaliśmy kilka artykułów o regolicie Księżyca tutaj w Space Magazine. Oto sposób, w jaki astronauci mogą wyodrębnić wodę z księżycowego regolitu za pomocą prostych urządzeń kuchennych oraz artykuł na temat poszukiwań koparki księżycowej przez NASA.
Chcesz kupić symulant księżycowego regolitu? Oto strona, która pozwala ci go kupić. Chcesz zostać księżycowym górnikiem? W tym księżycowym regolicie jest dużo dobrego metalu.
Możesz posłuchać bardzo interesującego podcastu na temat powstawania Księżyca z Astronomy Cast, Odcinek 17: Skąd wziął się księżyc?
Odniesienie:
NASA
