‘Zaman kapsülü’ ay örnekleri ayın geçmişini ve bugününü birbirine bağlıyor

Apollo 16 mürettebatı tarafından 50 yıldan fazla bir süre önce ay yüzeyinden toplanan örnekler, bilim adamlarının milyarlarca yıllık ay tarihini yeniden yapılandırmasına yardımcı oldu.

Araştırma ekibinin bulguları, yayınlandı dergide Meteoritik ve Gezegen Bilimidaha önce hiç ayrıntılı olarak incelenmemiş farklı bir ay breşleri grubunun analizine dayanmaktadır.

Astronotlar John Young, Charles Duke ve Ken Mattingly, 1972’de Ay’ın Descartes dağlık bölgelerine yaptıkları görevden sonra aydan 95 kg’dan fazla örneği Dünya’ya geri getirdiler.

Bu örnekler arasında ay tozunun (veya regolitin) asteroit çarpmalarıyla kayaya karışması sonucu oluşan “regolit breşleri” de vardı. Bir kayaya kaynaştıktan sonra bu breşler, regolitin oluşum anındaki jeokimyasal bileşimini korur; bu, nasıl ve ne zaman oluştuklarına dair ipuçları için dikkatle analiz edilebilir.

Ay’ın kendine özgü, ağır kraterli görünümü, yaklaşık 4,5 milyar yıl önceki oluşumundan bu yana asteroitlerle sayısız çarpışmanın sonucudur. Bu kadar geniş bir tarih içerisinde ne olduğu ve ne zaman gerçekleştiği meselesi hızla karmaşıklaşıyor.

Birleşik Krallık ve ABD’den araştırmacılar, toprak benzeri breşler olarak bilinen daha küçük çip numunelerinde hapsolmuş gazların yapısını analiz etmek için gelişmiş analitik kütle spektrometri teknikleri kullandılar. Apollo 16 mürettebatının ay yüzeyinden topladığı örnekler arasında yer alan bu örnekler, daha önce hiç kütle spektrometrisine tabi tutulmamıştı.

Dr. Mark Nottingham, Manchester Üniversitesi’nde çalışırken araştırmayı yönetti. O zamandan beri Glasgow Üniversitesi Coğrafya ve Yer Bilimleri Okulu’na katıldı.

Makalenin başyazarı Dr. Nottingham şunları söyledi: “Örneklerdeki molekülleri tanımlayan ve bunların göreceli bolluğunu ölçen kütle spektrometresi, örneklerin ay yüzeyinde veya yakınında ne kadar süre maruz kaldığını belirlememize yardımcı olabilir. Bu bize daha net bir sonuç elde etmemize yardımcı olur.” Ayın bu özel bölgesi üzerindeki etkilerin geçmişi hakkında fikir.”

Ekibin sonuçları, bilim adamlarının ayın yüzeyinin güneş rüzgarları tarafından nasıl değiştirildiği ve 2 milyar yıldan fazla bir süre boyunca asteroitler tarafından şiddetli bir şekilde patlatıldığı konusundaki anlayışını ilerletmeye yardımcı oluyor.

“Numunelerin ay yüzeyinde regolit olarak kaldıkları süre boyunca, değişen miktarlarda güneş rüzgârına (güneşten akan ve aynı zamanda argon ve ksenon gibi soy gazların izlerini de taşıyan yüklü parçacıklar) maruz bırakıldılar. Bir asteroit çarpmasından önce milyonlarca yıl boyunca mineral taneciklerinin dış katmanlarını korumuşlardı” diye ekledi Dr. Nottingham.

“Ay’ın tarihi, Dünya’nın da tarihidir; yüzüne ve yüzeyinin altına kazınan asteroit bombardımanlarının kayıtları, hem gezegenimizi hem de en yakın komşusunu oluşturan ilk güneş sisteminin koşullarını anlamamıza yardımcı olabilir.

“Ancak Dünya’dan farklı olarak Ay’ın tarihi, plaka tektoniği veya erozyondan etkilenmeyen yüzeyindeki jeolojik zaman kapsüllerinde kilitlidir; bu da onların sırlarını açığa çıkarmak için kütle spektrometresi gibi en son teknolojiyi kullanmamıza olanak tanır.”

Araştırma aynı zamanda gelecekteki insanlı ay misyonlarının, ay üslerinin kendi kendini idame ettirebilmesine yardımcı olacak değerli doğal kaynakları belirlemesine de yardımcı olabilir.

Önceki araştırmalar, Apollo 16 breş örneklerinin daha büyük parçaları içindeki soy gazların izlerini analiz etmiş ve araştırmacıların örnekleri iki gruba ayırmasına yardımcı olmuştu: “eski”, 3,8 ila 2,4 milyar yaşları arasındaki ve “genç”. 2,5 ve 1,7 milyar yıl önce.

NASA araştırmacılara analiz için 11 ay örneği sağladı. Örneklerden dokuzu, 2,5 milyar yıl öncesinden 1 milyarın altına kadar geniş bir maruz kalma yaş aralığını ortaya çıkardı. Bu, bunların, bazılarının milyarlarca yıl boyunca güneş rüzgârına maruz kaldığı, diğerlerinin ise daha yakın zamandaki çarpışmalarla yüzeye çıkarıldığı, çeşitli darbe geçmişine sahip bir bölgedeki ay toprağından oluştuğunu gösteriyor.

Ekip ayrıca numunelerden ikisinde soy gazların çok daha düşük konsantrasyonlara sahip olduğunu buldu; bu da bunların çok daha yakın zamanda oluştuğunu ve belki de 1 milyon yıldan daha kısa bir süre boyunca güneş rüzgârına maruz kaldıklarını gösteriyor. Ekip, yakındaki South Ray kraterini oluşturan çarpışmanın bu örneğin kaynağı olabileceğini öne sürüyor.

Dr. Nottingham şunları söyledi: “Bu çalışma, ilk kez toprak benzeri breşlerin, paylaşılacak kendi geçmişleriyle birlikte ayrı bir kategori olduğunu ortaya koyuyor. Apollo 16 tarafından ele geçirilen antik ve genç kayaların analiziyle birleştirildiğinde, çok daha büyük bir yapı inşa edebiliriz. Ay’ın bu bölümünün tarihinin daha eksiksiz bir resmi, ilk milyar yıl boyunca ay yüzeyindeki daha ağır çarpışmaların yerini 2 milyar yıl öncesinden daha az yoğun dönemlere bıraktığı erken güneş sistemi sırasında.”

Araştırma aynı zamanda, uzun vadeli insan ay yaşam alanları kurmayı planlayan NASA’nın Artemis programı gibi, yakın gelecekte aya gelecekteki misyonlar göndermeye yönelik devam eden çabalara da bilgi sağlamaya yardımcı olabilir.

Dr. Nottingham şunları söyledi: “Ay’da insanlar için uzun vadeli yaşam alanları oluşturmanın zorluklarından biri, gelecekteki görevleri bekleyen doğal kaynakları nasıl kullanabileceğimize dair kararlar vermektir, böylece ihtiyaç duyacakları her şeyi yanlarında taşımak zorunda kalmazlar. onları Dünya’dan.

“Bunun gibi çalışmalar, soy gazlar gibi faydalı elementlerin ay regolitinde nerede bulunabileceği ve bunların ne kadar bol olabileceği konusundaki bilgi tabanımıza katkıda bulunuyor.

“Apollo 16’nın yarım asırdan fazla bir süre önce getirdiği örneklerin hala ayın tarihi hakkında ortaya çıkacak sırlara sahip olduğunu ve bunların önümüzdeki yıllarda güneş sistemini nasıl keşfedeceğimizi şekillendirmeye yardımcı olabileceğini düşünmek dikkate değer.”

NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi, Amerika Katolik Üniversitesi ve Londra Birkbeck Koleji’nden araştırmacılar araştırmaya katkıda bulundu ve makalenin ortak yazarlarıdır.