Prihláste sa na odber vedeckého bulletinu CNN Wonder Theory. Preskúmajte vesmír so správami o fascinujúcich objavoch, vedeckých pokrokoch a ďalších.

CNN
—

Lunárny prach zozbieraný astronautmi z Apolla 17 v 70. rokoch odhalil, že Mesiac je o 40 miliónov rokov starší, ako sa doteraz predpokladalo.

Po pristátí na Mesiaci 11. decembra 1972 astronauti NASA Eugene Cernan a Harrison Schmidt zbierali kamene a prach z mesačného povrchu. Nová analýza tejto vzorky odhalila kryštály zirkónu a datovala jej vek na 4,46 miliardy rokov. Predchádzajúce odhady uvádzajú, že vek Mesiaca, ktorý vznikol v dôsledku masívnej nebeskej kolízie, je 4,425 miliardy rokov.

Výsledky zverejnili v pondelok v časopise Listy geochemických perspektív.

„Tieto kryštály sú najstaršie známe pevné látky, ktoré vznikli po obrovskom náraze. Pretože poznáme vek týchto kryštálov,“ Philip Heck, hlavný autor štúdie, a Robert A. Pritzker, kurátor Oddelenia meteoritov a polárnych štúdií Field Museum of Natural History v Chicagu, uvádza sa v správe. Slúži ako kotva pre mesačnú chronológiu.“ Vyhlásenie.

Počiatky našej slnečnej sústavy – keď sa Zem ešte formovala a zväčšovala sa – boli chaotické a skalnaté objekty sa často zrážali vo vesmíre. Počas tohto obdobia pred viac ako 4 miliardami rokov sa objekt veľkosti Marsu zrazil so Zemou a podľa výskumníkov vymrštil veľký kus kameňa, z ktorého sa stal Mesiac. Vedci sa však snažili presne datovať túto kľúčovú udalosť.

Energia z kolízie objektu veľkosti Marsu so Zemou roztavila horniny, ktoré by nakoniec vytvorili povrch Mesiaca.

„Keď bol povrch roztavený týmto spôsobom, kryštály zirkónu neboli schopné vytvoriť a prežiť,“ povedal Heck, ktorý je tiež vedúcim riaditeľom Negaunee Integrative Research Center v múzeu a profesorom na Katedre geofyzikálnych vied na univerzite. z Chicaga.“Vznikla po ochladení mesačného magmatického oceánu.“

„Inak by sa roztopili a ich chemický podpis by bol vymazaný.“

Predchádzajúci výskum spoluautora štúdie Bidonga Zhanga, výskumného pracovníka z Katedry vied o Zemi, planetárnych a vesmírnych vied na Kalifornskej univerzite v Los Angeles, naznačil, že určenie veku kryštálov v lunárnom prachu môže odhaliť skutočný vek Mesiaca. , no.

Zhang a jeho kolegyňa Audrey Bouvier, profesorka experimentálnej planetárnej vedy na Univerzite v Bayreuthe v Nemecku, oslovili Hecka a vedúcu autorku štúdie Jenniku Greer, výskumnú pracovníčku v geovedách na Univerzite v Glasgowe, aby sa pozreli na kryštály v nanometroch pomocou pokročilá technika. Určiť jeho chemické zloženie a určiť vek Mesiaca.

Tento výskum predstavuje prvé použitie analytickej metódy na datovanie kryštálov pomocou tomografie s atómovou sondou a podľa autorov štúdie sa uskutočnil pomocou prístrojov na Northwestern University v Evanstone, Illinois.

„V tomografii s atómovou sondou začíname ostrením kúska lunárnej vzorky na veľmi ostrý hrot pomocou mikroskopu so zaostreným iónovým lúčom, takmer ako veľmi luxusné strúhadlo na ceruzky,“ povedal Greer, ktorý bol doktorandom v Field Museum. . a University of Chicago, keď som pracoval na štúdii. „Potom použijeme ultrafialové lasery na odparenie atómov z povrchu tohto hrotu. Atómy prechádzajú cez hmotnostný spektrometer a ako rýchlo sa pohybujú, nám hovorí, aké sú ťažké, čo nám zase hovorí, z čoho sú tieto atómy vyrobené.“

Analýza ukázala počet atómov uránu prítomných vo vnútri kryštálov zirkónu, ktoré boli vystavené rádioaktívnemu rozpadu. Prvky sa môžu transformovať, ak ich atómy majú nestabilnú konfiguráciu protónov a neutrónov, čo spôsobí, že sa niektoré z nich rozložia, napríklad ako sa urán rozpadne na olovo. Sledovaním toho, ako dlho tento proces trvá, môžu vedci určiť vek niečoho porovnaním pomeru atómov uránu a olova.

„Rádiometrické randenie funguje trochu ako presýpacie hodiny,“ povedal Heck. „V presýpacích hodinách piesok preteká z jednej sklenenej banky do druhej, pričom plynutie času naznačuje nahromadenie piesku v spodnej banke. Rádioaktívne datovanie funguje podobne, keď sa spočítava počet materských atómov a počet dcérskych atómov, ktoré transformovali.“ Potom je možné vypočítať plynutie času, pretože rýchlosť transformácie je známa.

Výskumný tím použil izotopy olova nájdené vo vzorke lunárneho prachu, aby určil, že kryštály boli staré 4,46 miliardy rokov, čo naznačuje, že Mesiac musí byť minimálne taký starý.

„Je úžasné, že sa nám podarilo získať dôkaz, že skala, ktorú drží, je najstaršou časťou Mesiaca, ktorú sme doteraz objavili,“ povedal Greer. „Je to spojovací bod pre mnoho otázok o Zemi. Keď poznáte vek niečoho, môžete lepšie pochopiť, čo sa s tým stalo v jeho histórii.“

Hoci mesačné vzorky boli vrátené na Zem pred viac ako 50 rokmi, trvalo dlho, kým sa vyvinula technológia potrebná na vykonanie takejto podrobnej analýzy kryštálov. Preto NASA čakala Odkryte niekoľko nedotknutých vzoriek Boli zhromaždené počas éry Apolla až do posledných rokov, čo umožnilo ďalší pohľad na prirodzený mesiac našej planéty pomocou najpokročilejších metód.

„Mesiac je dôležitým partnerom v našom planetárnom systéme,“ povedal Heck. „Stabilizuje os rotácie Zeme, preto má deň 24 hodín a prečo máme príliv a odliv. Keby nebolo Mesiaca, život na Zemi by bol iný. Je to súčasť nášho prirodzeného systému, ktorý chcete lepšie porozumieť a naša štúdia poskytuje malý kúsok skladačky v celom tomto obrázku.