Araştırmacılar, Ay’ın mantosunu incelemek için garnet açısından zengin Ay kayasını sentezlediler

Günümüzdeki uydumuz, olivin ve piroksen gibi minerallerden oluşan bir manto (örneğin Ol+Px manto) ile kaplı, merkezi bir metalik çekirdek içeren bir iç yapıya sahiptir ve kabuğun altında bulunur. Uydunun iç kısmının böyle bir resmi, geri dönen ay örneklerinin analizlerinden ve aya yapılan görevler sırasında toplanan derin sismik olayların kayıtlarından oluşturulmuştur.

Literatür zenginliğine rağmen, ay mantosunun daha derin kısmında garnet (Gt) varlığına ilişkin uzun süredir devam eden bir tartışma vardır. Garnetin varlığı üzerine düşünüldüğünde, 50 yıl önce ilk kez ortaya atılan temel soru cevapsız kalmıştır: Garnet içeren gerçekçi ay agregalarında laboratuvarda ölçülen ses hızları, derin ay iç kısmının sismik profilleriyle uyumlu mudur?

Bu soruya cevap verebilmek için Ehime araştırmacıları ilk olarak Jeodinamik Araştırma Merkezi’ndeki “ORANGE-2000” adlı çoklu örs pres cihazını kullanarak yüksek basınç ve yüksek sıcaklıklarda garnet bakımından zengin ay kaya topluluklarını (Ol+Px+Gt örneği) sentezlediler.

Bulgular şunlardır: yayınlanan dergide Dünya ve Gezegen Bilimi Mektupları.

Bu örnekler daha sonra Hyogo Eyaletinde bulunan Büyük Ölçekli Senkrotron Radyasyon Tesisi olan SPring-8’e taşındı ve burada yüksek basınç ve yüksek sıcaklık ışın hattı BL04B1’de deneyler gerçekleştirildi. Burada araştırmacılar, ay kaya topluluğunu, ay’ın derin iç kısımlarına benzer basınç ve sıcaklık koşullarına tabi tutarken, ay kaya topluluğundaki ses dalgalarının yayılma hızını ölçtüler.

Deney sonuçlarını modelleme bileşeniyle birleştiren araştırmacılar, büyük miktarda garnet içeren ay topluluklarındaki ses hızlarının, ayın 740-1.260 km derinliklerindeki derin iç kısmının sismik ve yoğunluk profilleriyle uyumlu olduğu sonucuna vardılar.

Ayrıca, çok az veya hiç garnet içermeyen kaya topluluklarının, o derinliklerde gözlemlenen ay mantosunun sismik hızlarını ve yoğunluklarını açıklamasının muhtemel olmadığını buldular.

Bu ilgi çekici sonuçlar, Ay’ın bileşimi ve oluşumu, iç sıcaklığı, Ay’ın çekirdeği ve artık işlevini yitirmiş olan Ay dinamosu da dahil olmak üzere Ay ve iç dinamikleri açısından önemli çıkarımlara sahiptir.