Zdjęcie to pokazuje bardzo porowatą skorupę na powierzchni Księżyca, będącą konsekwencją złamań powstałych w wyniku miliardów lat kraterów uderzeniowych. Źródło: NASA / JPL-Caltech / IPGP
Patrząc na powierzchnię Księżyca, wiemy, że pobił on asteroidy i komety uderzające w jego powierzchnię. Ale nowe szczegóły z misji GRAIL ujawniają, że księżycowe wnętrze tuż pod powierzchnią zostało również obite ścianami i jest prawie całkowicie sproszkowane. To zaskakujące odkrycie, wraz z odkryciem głębokich złamań, sugeruje, że w ciągu pierwszego miliarda lat Księżyc mógł znieść historię masowych uderzeń, bardziej niż wcześniej sądzono. Wnioskując, oznacza to, że Ziemia i inne planety lądowe w Układzie Słonecznym również poniosły ogromne wczesne uderzenia.
„Wiadomo było, że planety zostały uderzone przez uderzenia, ale nikt nie przewidział, że skorupa [Księżyca] zostanie tak pobita”, powiedziała Maria Zuber, główny badacz misji GRAIL. „To naprawdę wielka niespodzianka, która spowoduje, że wielu ludzi pomyśli o tym, co to oznacza dla ewolucji planet”.
Nowe dane GRAIL są zgodne z ostatnimi badaniami, które sugerują, że późne ciężkie bombardowanie mogło trwać znacznie dłużej, niż pierwotnie szacowano, i daleko do czasów, gdy wczesne życie powstawało na Ziemi. Ponadto ten „późno-późny” okres uderzeń - od 3,8 miliarda do 2,5 miliarda lat temu - nie był dla osób o słabym sercu. Różne wybuchy mogły konkurować z tymi, które wytworzyły jedne z największych kraterów na Księżycu, i mogły być większe niż uderzenie zabijające dinozaury, które stworzyło krater Chicxulub 65 milionów lat temu.
Na podstawie pomiarów GRAIL Zuber i jej zespół utworzyli teraz mapę grawitacji Księżyca w wysokiej rozdzielczości (więcej na ten temat w naszym poprzednim artykule).
Ale wynikowa mapa ujawnia również wewnętrzne pole grawitacyjne zgodne z niezwykle pękniętą skorupą księżycową. W porównaniu z powierzchnią mapa wnętrza wygląda wyjątkowo gładko. Z wyjątkiem dużych basenów uderzeniowych, górna skorupa Księżyca w dużej mierze nie ma gęstych struktur skalnych i jest raczej wykonana z porowatego, sproszkowanego materiału.
Ta mapa księżyca pokazuje gradienty grawitacji obliczone przez misję GRAIL NASA. Czerwony i niebieski odpowiadają silniejszym gradientom grawitacji. Źródło zdjęcia: NASA / JPL-Caltech / CSM
Księżycowa mapa grawitacyjna GRAIL ujawniła również liczne struktury na powierzchni Księżyca, które nie zostały rozwiązane przez poprzednie mapy grawitacyjne dowolnej planety, w tym formy wulkaniczne, pierścienie basenów uderzeniowych i wiele prostych kraterów w kształcie misy. Na podstawie pomiarów GRAIL naukowcy ustalili, że skorupa Księżyca, o grubości od 34 do 43 kilometrów, jest znacznie cieńsza niż wcześniej podejrzewali geolodzy planetarni. Skorupa pod niektórymi głównymi basenami jest prawie nieistniejąca, co wskazuje, że wczesne uderzenia mogły wykopać księżycowy płaszcz, tworząc okno do wnętrza.
„Jeśli spojrzysz na powierzchnię Księżyca i to, jak bardzo jest pokryta kraterami” - powiedział Zuber podczas briefingu prasowego w środę podczas konferencji Amerykańskiej Unii Geofizycznej - „to mówi nam, że wszystkie planety ziemskie wyglądały w ten sposób, ale historia Ziemi nie jest zachowana z powodu procesów atmosferycznych i erozyjnych na naszej planecie. Jeśli więc chcemy studiować te wczesne okresy, musimy udać się gdzie indziej, a Księżyc jest do tego idealnym miejscem. ”
Zuber powiedział, że po znalezieniu niewiarygodnego pęknięcia górnej skorupy Księżyca wiemy, że skorupa innych planet prawdopodobnie również ma te same pęknięcia. „Mamy powody sądzić, że pęknięcia na planetach ziemnych są głębsze, a być może tak jak w przypadku Księżyca, nawet w płaszczu. Wpływa to na ewolucję planet, na przykład na to, jak planety tracą ciepło - powiedziała.
Złamania zapewniają również drogę dla płynów.
„Teoretycznie Mars ma starożytny ocean i zastanawiamy się, dokąd poszedł” - powiedział Zuber. „Ocean mógłby równie dobrze znajdować się pod ziemią, a widzieliśmy dowody na obecność wody pod ziemią na Marsie. Gdyby kiedykolwiek na powierzchni Marsa znajdowały się drobnoustroje, mogłyby one sięgnąć bardzo głęboko, więc to odkrycie otwiera takie możliwości i naprawdę otwiera okno na wczesne etapy naszego Układu Słonecznego i to, jak brutalne było to miejsce. ”
Oprócz odkryć GRAIL, Zuber powiedział, że kolejnym dużym osiągnięciem było wykonanie samego statku kosmicznego. Aby osiągnąć naukowe cele misji, dwie sondy, które mogą przebyć w odległości większej niż 200 kilometrów, musiały mierzyć zmiany odległości między nimi z dokładnością do kilku dziesiątych mikrona na sekundę. Ale GRAIL faktycznie przewyższył swoje wymagania pomiarowe około pięć razy, co rozwiązuje zmiany odległości statku kosmicznego do kilku setnych mikrona na sekundę.
„W tej misji z dwoma statkami kosmicznymi wszystko musiało pójść idealnie dwa razy”, mówi Zuber, dodając z dumą: „Wyobraź sobie, że jesteś rodzicem wychowującym bliźniaki, a twoje dzieci siedzą przy fortepianie i doskonale grają w duecie. Tak to się czuje ”.
Źródła: Konferencja prasowa GRAIL z AGU, MIT, JPL
