Yaklaşık 4,5 milyar yıl önce küçük bir gezegen genç Dünya ile çarpıştı ve erimiş kayaları uzaya fırlattı. Bu kalıntılar yavaş yavaş soğuyup katılaşarak Ay’ımızı oluşturdu. Çoğu bilim insanı bu senaryoya bağlı kalsa da sürecin ayrıntıları hâlâ tartışma ve gizem konusu.
Arizona Üniversitesi Ay ve Gezegen Laboratuvarı’ndan araştırmacılar, Nature Geoscience dergisinde yalnızca Ay’ın kökenini değil aynı zamanda Dünya ve Mars gibi gezegenlerin evrimini de anlamaya yardımcı olabilecek yeni araştırma bulgularını detaylandırdıkları bir makale yayınladılar.
Şu anda Ay’ın kökenine ilişkin bilgilerimizin çoğu, Apollo astronotlarının getirdiği toprak örneklerinin analizine ve teorik modellere dayanmaktadır. Astronotlar Ay’dan alışılmadık derecede yüksek titanyum konsantrasyonuna sahip bazaltik lav kayalarından örnekler getirdiler. Daha sonra yapılan uydu gözlemleri bu kayaların çoğunlukla Ay’ın yakın tarafında bulunduğunu gösterdi. Ancak bu dağılıma yol açan süreç ve bu kayaların neden bu bölgeye geldiği bir sır olarak kalıyor.
Ay hızlı bir şekilde oluştuğu için muhtemelen bir magma okyanusu tarafından kaplandı ve yavaş yavaş soğudu, bu da bir manto ve kabuk oluşmasına neden oldu. Ancak yüzeyin altında genç Ay dengede değildi. Modeller, magma okyanusunun kalıntılarının sonunda titanyum ve demir açısından zengin bir mineral olan ilmenit de dahil olmak üzere minerallere kristalleştiğini öne sürüyor.
Araştırmanın lideri Weigang Liang, “Bu mineraller aşağıdaki mantodan daha yoğun olduğundan, bu katmanın Ay’ın iç kısmının daha derinlerine batmasına neden olacak bir yerçekimsel dengesizlik yarattılar” dedi.
Bugün gördüğümüz titanyum zengini lav akıntılarında bu yoğun malzemenin hangi noktada ve nasıl yüzeye döndüğü bir soru olarak kalıyor.
“Ay kelimenin tam anlamıyla ters yüz oldu. Ancak ay tarihinin bu noktasındaki olayların kesin sırasına ışık tutacak çok az kanıt vardı ve olanların ayrıntıları hakkında çok fazla anlaşmazlık vardı” diyor ortak yazar Jeff Andrews-Hanna.
Bilim adamları, bu malzemenin Ay soğudukça yavaş yavaş mı battığını, yoksa tamamen içe doğru batıp daha sonra yakın taraftan tekrar mı yükseldiğini tartışıyorlar. Bu malzemenin tek bir büyük oluşum veya birkaç ayrı parça halinde batmış olabileceği bir versiyon da var.
“Kanıt olmadan en sevdiğiniz modeli seçebilirsiniz. Her modelin Ay’ın jeolojik evrimi için önemli çıkarımları var” dedi Berlin’deki Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nden ortak yazar Adrien Broquet.
Aynı zamanda bu makalenin yazarlarından biri olan Pekin Üniversitesi’nden Nan Zhang’ın liderliğindeki önceki araştırmada modeller, titanyum açısından zengin yoğun bir malzeme tabakasının önce Ay’ın yakın tarafına göç ettiğini ve daha sonra Ay’ın iç kısmına battığını gösterdi. yeraltı Aylarına inen plaka benzeri levhalardan oluşan bir ağ. Ancak bu malzeme battığında kabuğun altında titanyum açısından zengin malzeme bıraktı.
Andrews-Hanna, “Bu model tahminlerini gördüğümüzde sanki bir ampul yanıyordu” dedi, “çünkü Ay’ın çekim alanındaki değişikliklere baktığımızda tam olarak aynı modeli görüyoruz ve Ay’ın altında saklanan ağ yoğun malzemeyi tespit ediyoruz.” havlamak.”
Yeni çalışmada bilim insanları, ilmenit içeren bir dalan katmanın simülasyonlarını, NASA’nın GRAIL misyonu (Küresel Konumlandırma Sisteminden (GPS) Grail veya Yerçekimi Kurtarma ve İç Laboratuvarı) tarafından toplanan yerçekimsel anormalliklere ilişkin verilerle karşılaştırdı. Misyonun iki uzay aracı, 2011 ile 2011 yılları arasında Ay’ın yörüngesinde dolaştı. ve 2012’de gözlemlendi ve yerçekimsel çekimdeki ince değişiklikler ölçüldü. Yerçekimi anomalileri, Ay’ın yakın tarafındaki volkanik akıntılarla kaplı geniş karanlık bölgeyi çevreliyor.
Yazarlar, GRAIL misyonundaki yerçekimi ölçümlerinin ilmenit tabakasının simülasyonlarıyla tutarlı olduğunu buldu. Bu, yoğun katmanın çoğu çöktükten sonra ilmenit kalıntılarının dağılımını haritalandırmamıza olanak tanır.
Weigang Liang, “Analizimiz, modellerin ve verilerin tutarlı bir hikaye anlattığını gösteriyor” dedi ve şöyle devam etti: “İlmenit malzemesi Ay’ın yakın tarafına göç etti ve plaka benzeri çağlayanlar halinde içeriye doğru battı ve Ay’ın çekim alanında aşağıdaki gibi anormalliklere neden olan izler bıraktı: bu GRAIL görev verilerinde görülebilir.”
Çalışma aynı zamanda bu olayın zamanlamasının sınırlandırılmasına da yardımcı oldu. Yerçekimi anormallikleri Ay’ın yakın tarafındaki büyük ve eski çarpma havzalarında son buluyor ve bu nedenle daha erken oluşmuş olmalılar. Bu bağlantılara dayanarak bilim insanları, ilmenit bakımından zengin katmanın 4,22 milyar yıldan fazla bir süre önce battığını öne sürüyor; bu, daha sonra Ay yüzeyinde volkanizmanın meydana geldiği zamana karşılık geliyor.
Ancak bilim adamları, Ay’ın yerçekimindeki anormalliklerin keşfinin, iç kısmında yoğun bir katmanın varlığına dair kanıt sunmasına rağmen, Ay’ın yüzeyinin, evrim tarihinde hala açık bir soru olarak kaldığını belirtiyorlar.
Andrews-Hanna’nın belirttiği gibi Ay birçok açıdan dengesizdir. Ay’ın Dünya’ya bakan yakın tarafı ve özellikle karanlık bölge olan Oceanus Procellarum’un rakımı daha düşüktür, daha ince bir kabuğa sahiptir ve çoğunlukla lavlarla kaplıdır. Ayrıca titanyum ve toryum gibi genellikle nadir bulunan elementleri de yüksek konsantrasyonlarda içerirler.
Ay’ın uzak tarafı yakın tarafından her açıdan farklıdır. Ay mantosunun ters çevrilmesinin yakınlardaki Procellarum bölgesinin benzersiz yapısı ve tarihiyle ilgili olduğu düşünülüyor. Ancak bu darbenin ayrıntıları bilim insanları arasında tartışmalı.
Bu çalışma, Ay’ın iç yapısı hakkındaki jeofizik verileri, evriminin bilgisayar modelleriyle ilişkilendiriyor. Ve bu, Ay’ın evrim aşamasında içinde olup bitenlerin ilk kanıtıdır.
Andrews-Hanna şunları söylüyor: “Ay’ın en eski tarihinin yüzeyin altında kayıtlı olduğu ortaya çıktı ve bu tarihi ortaya çıkarmak için yalnızca doğru model ve veri kombinasyonu yeterli oldu.”
Sismik ağ kullanmak gibi gelecekteki görevler, bu yapıların geometrisini daha detaylı incelememize ve Ay’ın evrimini daha iyi anlamamıza olanak tanıyacak.