Ay, yüzeyinde çarpma kraterleri oluşturan uzay cisimleriyle çarpışmalar nedeniyle karakteristik görünümünü kazandı. Ancak bu olaylardan sonra geriye kalan tek şey kraterler değil. Araştırmacılar, bu tür süreçlerin yoğun basınç ve ısısının, Ay yüzeyinin mineral bileşimini ve yapısını da değiştirdiğini buldu. Bu değişikliklerin analizi, Dünya uydusunun geçmişi hakkında çok şey öğrenmeye yardımcı olur.
Geçtiğimiz günlerde Çin’in Chang’e-5 misyonu sırasında toplanan 1,73 kilogram regolit Dünya’ya teslim edildi. Örneklerin alındığı bölgeye Oceanus Procellarum adı verildi. Örneklerden biri, yeni mineral Changesite-(Y)’nin yanı sıra silika minerallerinin (SiO2, silika – silikon oksit (IV)) ilginç bir kombinasyonunu içeriyordu.
Çin Bilimler Akademisi’nden bilim insanları, “Aşırı Koşullarda Madde ve Radyasyon” başlıklı makalelerinde, örneğin bileşimini diğer ay ve Mars regolit örnekleriyle karşılaştırdılar.
Asteroitler ve kuyruklu yıldızlarla yüksek hızlarda çarpışmalar, Ay’ın kayalarında darbe metamorfizmasına neden olur. Sıcaklık ve basınçtaki değişim çok hızlı gerçekleşir ve stishovite ve seifertit gibi silikanın polimorfik formlarının oluşumu da dahil olmak üzere kendine has özelliklere sahiptir. Kimyasal olarak kuvarsla aynıdırlar ancak kristal yapıları farklıdır.
Bilim adamlarından Wei Du, Ay’ın yüzeyinin birçok çarpma krateriyle kaplı olmasına rağmen örneklerde yüksek basınçlı minerallerin nadiren bulunduğunu kaydetti. Bunun, bu tür minerallerin yüksek sıcaklıklarda kararsızlığından kaynaklanabileceğini açıkladı. Bu nedenle çarpışmalar sırasında oluşanlar ters dönüşüme uğrayabilir.
Bununla birlikte, numuneden alınan silika parçası, teorik olarak yalnızca numunenin maruz kaldığı basınçlardan çok daha yüksek basınçlarda var olabilen hem stishovit hem de seifertit içerir. Araştırmacılar, bir sıkıştırma işlemi sırasında seifertitin α-kristobalitten oluştuğunu ve daha sonra artan sıcaklığın bir sonucu olarak numunenin bir kısmının stişovite dönüştüğünü düşünüyor.
Buna ek olarak, Chang’e-5 misyonundan alınan bir örnekte bilim insanları, bir fosfat olan ve renksiz şeffaf kristallerle karakterize edilen Changesite-(Y) mineralini keşfettiler. Araştırmacılar, numunenin oluşmasına yol açan darbe parametrelerini değerlendirdi: Tepe basıncı 11 ila 40 GPa arasında değişiyordu ve darbe süresi 0,1 ila 1,0 saniye arasında değişiyordu. Araştırmacılar ayrıca çarpma açısına bağlı olarak yaklaşık 3 ila 32 kilometre genişliğindeki şok dalgalarının modellerini kullanarak ortaya çıkan kraterin boyutunu da tahmin edebildiler.
Bilim adamları, örnekle ilişkili regolit emisyonlarının öncelikle dört çarpma kraterinden kaynaklandığını ve Aristarchus’un en genç olduğunu belirtti. Örneklerin incelenmesi sonucunda seifertit ve stişovit içeren silika parçasının Aristarkus kraterinin oluşmasına yol açan çarpışma sonucu oluşmuş olabileceği sonucuna varılmıştır.
Araştırmanın sonuçları, Ay yüzeyinin nasıl oluştuğunu ve etkilerin Ay’ın mineral bileşimini nasıl etkilediğini anlamaya yardımcı olacak.