Vedci zistili, že skaly pod starou sopkou na odvrátenej strane Mesiaca zostávajú prekvapivo teplé, a to pomocou údajov z čínskych kozmických lodí.

Vzťahujú sa na veľkú dosku žuly, ktorá stuhla z magmy v geologickom potrubí pod tým, čo je známe ako vulkanický komplex Compton-Belkovichi.

„Povedal by som, že vkladáme klinec do rakvy tejto skutočne vulkanickej časti,“ povedal Matthew Siegler, vedec planetárneho vedeckého inštitútu so sídlom v Tucsone v Arizone, ktorý viedol výskum. „Ale potom je zaujímavé, že ide o vulkanický útvar podobný Zemi.“

Výsledky, ktoré vyšli minulý týždeň V časopise Nature pomohol vysvetliť, čo sa stalo dávno pod zvláštnou časťou Mesiaca. Štúdia tiež poukazuje na vedecký potenciál údajov zhromaždených čínskym vesmírnym programom a na to, ako musia výskumníci v Spojených štátoch obchádzať prekážky, aby mohli tieto údaje použiť.

V tejto štúdii Dr. Siegler a kolegovia analyzovali údaje z mikrovlnných prístrojov na Chang’e-1, vypustenej v roku 2007, a Chang’e-2, vypustenej v roku 2010, dvoch čínskych kozmických lodiach, ktoré už nie sú funkčné. Keďže priama spolupráca medzi NASA a Čínou je v súčasnosti Kongresom zakázaná a výskum bol financovaný z grantu NASA, doktor Siegler nemohol spolupracovať s vedcami a inžiniermi, ktorí zozbierali údaje.

„To bolo obmedzenie,“ povedal, „v tom, že sme nemohli zavolať inžinierom, ktorí to zariadenie v Číne postavili, a povedať im: ‚Hej, ako by sme mali interpretovať tieto údaje?'“ „Bolo by naozaj pekné, keby sme na tom neustále pracovali s čínskymi vedcami. Ale to nám nie je dovolené. Ale našťastie niektoré zo svojich databáz zverejnili.“

Dokázal čerpať z odborných znalostí čínskeho učenca Jianqing Feng, ktorý sa stretol s Dr. Sieglerom na konferencii. Dr Feng pracoval na projekte Lunar Exploration Project v Čínskej akadémii vied.

„Uvedomil som si, že kombinovanie údajov z prieskumu Mesiaca z rôznych krajín by prehĺbilo naše chápanie lunárnej geológie a viedlo by k vzrušujúcim výsledkom,“ povedal Dr. Feng v e-maile. „Takže som dal výpoveď v Číne, presťahoval som sa do Spojených štátov a pripojil som sa k Planetary Science Institute.“

Obe čínske orbitery mali mikrovlnné prístroje, bežné na mnohých meteorologických satelitoch obiehajúcich Zem, ale zriedkavé na medziplanetárnych kozmických lodiach.

A tak údaje z Chang’e-1 a Chang’e-2 poskytli iný pohľad na Mesiac, merali tepelný tok až 15 stôp pod povrchom – a ukázali sa ako ideálne na vyšetrovanie Compton-Pelkovitchovej podivnosti.

Vizuálne oblasť vyzerá nevýrazne. (Nemá ani vlastný názov; vodivé označenie pochádza z dvoch blízkych impaktných kráterov Compton a Belkovich.) Napriek tomu táto oblasť fascinuje vedcov už niekoľko desaťročí.

Koncom deväťdesiatych rokov pracoval David Lawrence, vtedajší vedec z Národného laboratória Los Alamos, na údajoch zozbieraných misiou NASA Lunar Prospector a poznamenal Svetlý bod gama lúčov Snímanie z tohto miesta na odvrátenej strane Mesiaca. Energia gama lúčov, najvyššej energetickej formy svetla, zodpovedá tóriu, ktoré je rádioaktívnym prvkom.

„Bolo to jedno z týchto zvláštnych miest, ktoré sa vynímalo ako boľavý palec, pokiaľ ide o množstvo tória,“ povedal Dr. Lawrence, planetárny vedec v súčasnosti v Johns Hopkins Applied Physics Laboratory v Marylande. „Som fyzik. Nie som odborník na geológiu Mesiaca. Ale aj ako fyzik som to videl výrazne a povedal som si, že toto je niečo, čo si zaslúži ďalšie štúdium.“

Ďalšie objavy prišli po príchode sondy NASA Lunar Reconnaissance Orbiter v roku 2009. Bradley L. Jolliffe, profesor zemských a planetárnych vied na St. Louis University vo Washingtone, viedol tím Pozrel som si tie fotky Comptona Belkowitza vo vysokom rozlíšení.

Doktor Jolliffe povedal, že to, čo videli, „vyzeralo podozrivo ako kaldera“, pričom odkazoval na zvyšky okraja sopky. „Ak si uvedomíte, že tieto prvky sú staré miliardy rokov, sú pozoruhodne dobre zachované.“

Najnovšia analýza vedená Catherine ShirleyV súčasnosti sa na Oxfordskej univerzite v Anglicku odhaduje vek sopky na 3,5 miliardy rokov.

Keďže mesačná pôda pôsobí ako dobrý izolant, ktorý znižuje teplotné zmeny medzi dňom a nocou, mikrovlnné emisie do značnej miery odrážajú tepelný tok z vnútra Mesiaca. „Stačí prejsť asi dva metre pod povrch, aby ste prestali vidieť slnečné teplo,“ povedal doktor Siegler.

V Compton-Belkovitch bol tepelný tok až 180 miliwattov na meter štvorcový, čo je asi 20-násobok priemernej výšky na odvrátenej strane Mesiaca. Táto stupnica zodpovedá teplote nižšej ako 10 stupňov Fahrenheita asi šesť stôp pod povrchom alebo asi o 90 stupňov teplejšej ako kdekoľvek inde.

„Toto vyčnievalo, pretože to bolo horúce v porovnaní s kdekoľvek inde na Mesiaci,“ povedal Dr. Siegler.

Dr. Siegler, Dr. Feng a ďalší výskumníci dospeli k záveru, že najpravdepodobnejším zdrojom je žula, ktorá obsahuje rádioaktívne prvky, ako je tórium, a že jej musí byť veľa.

„Zdá sa, že konkrétne identifikuje, aký druh materiálu je pod ním,“ povedal Dr. Lawrence, ktorý bol jedným z recenzentov článku Nature.

„Je to akási špička ľadovca,“ povedal o pôvodných emisiách gama žiarenia. „To, čo vidíte v Compton-Belkovich, je druh povrchného vyjadrenia niečoho oveľa väčšieho pod ním.“

Sopky sú viditeľné aj inde na Mesiaci. Stuhnuté lávové pláne – kobyly alebo čadičové moria – pokrývajú veľké plochy povrchu, väčšinou na blízkej strane. Ale Compton-Bilkovitch je iný, podobný niektorým pozemským sopkám, ako sú Mount Fuji a Mount St. Helens, ktoré chrlia viac viskóznej lávy.

Žula je vzácna inde v slnečnej sústave. Na Zemi sa žula tvorí vo vulkanických oblastiach, kde je oceánska kôra tlačená pod kontinent doskovou tektonikou, geologickými silami, ktoré tlačia okolo častí vonkajšej kôry Zeme. Voda je tiež hlavnou zložkou žuly.

Ale Mesiac je väčšinou suchý a chýba mu dosková tektonika. Mesačné skaly, ktoré priniesli astronauti NASA pred viac ako 50 rokmi, obsahujú len niekoľko žulových zŕn. Údaje z čínskych orbiterov však poukazujú na žulový útvar široký viac ako 30 míľ pod Compton-Belkovitch.

„Teraz potrebujeme geológov, aby prišli na to, ako môžete vytvoriť takéto útvary na Mesiaci bez vody, bez platňovej tektoniky,“ povedal Dr. Siegler.

Doktor Jolliffe, ktorý nebol zapojený do výskumu, povedal, že tento článok je „veľmi pekným novým príspevkom.“ Povedal, že dúfa, že NASA alebo iná vesmírna agentúra pošle do Compton-Belkovitch kozmickú loď, aby vykonala seizmické a mineralogické merania.

Takáto misia by mohla pomôcť otestovať myšlienky o tom, ako sa tam sopka vytvorila. Jednou z hypotéz je, že z plášťa pod kôrou stúpal oblak horúceho materiálu, rovnako ako pod Havajskými ostrovmi.

Čo sa týka doktora Fenga, jeho súčasné vízum, ktoré mu umožňuje pracovať v Spojených štátoch, čoskoro vyprší. Uchádza sa o nový, vedie svoju vedeckú kariéru uprostred geopolitických sporov medzi USA a Čínou.

„Teraz začíname študovať ďalšie možné granitové systémy na Mesiaci,“ povedal. „Tiež rozšírime naše modely, aby sme preskúmali ľadové mesiace Jupitera. Preto sa snažím zostať v Spojených štátoch čo najdlhšie.“