Próbki Apollo 17 pokazują, że Księżyc jest o 40 milionów lat starszy, niż wcześniej sądzono

Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Eksploruj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, przełomach naukowych i nie tylko.

CNN
—

Pył księżycowy zebrany przez astronautów Apollo 17 w latach 70. XX wieku ujawnił, że Księżyc jest o 40 milionów lat starszy, niż wcześniej sądzono.

Po wylądowaniu na Księżycu 11 grudnia 1972 roku astronauci NASA Eugene Cernan i Harrison Schmidt zebrali skały i pył z powierzchni Księżyca. Nowa analiza tej próbki wykazała obecność kryształów cyrkonu i datuje je na 4,46 miliarda lat. Według wcześniejszych szacunków Księżyc powstał w wyniku masywnego zderzenia z ciałem niebieskim, które miało miejsce 4,425 miliarda lat.

Wyniki opublikowano w poniedziałek w czasopiśmie Listy z przeglądu geochemicznego.

„Te kryształy to najstarsze znane ciała stałe, które powstały po gigantycznym uderzeniu. Ponieważ wiemy, ile mają lat te kryształy, służą one jako kotwica dla chronologii księżycowej” – powiedział Philip Heck, Robert A. – stwierdził Pritzker. Raport.

Początki naszego Układu Słonecznego – kiedy Ziemia wciąż się formowała i powiększała – były chaotyczne, a ciała skaliste często zderzały się w przestrzeni. Mniej więcej w tym czasie, 4 miliardy lat temu, obiekt wielkości Marsa uderzył w Ziemię, zmieniając się z dużego kawałka skały w Księżyc – podają badacze. Jednak naukowcom trudno było dokładnie określić datę tego ważnego wydarzenia.

Energia uderzenia obiektu wielkości Marsa w Ziemię stopiła skałę, która ostatecznie uformowała powierzchnię Księżyca.

„Gdy powierzchnia uległa stopieniu, kryształy cyrkonu nie mogły uformować się i przetrwać. Zatem jakiekolwiek kryształy musiały uformować się na powierzchni Księżyca po ostygnięciu księżycowego oceanu magmy” – powiedział Heck, starszy dyrektor Zintegrowanego Centrum Badawczego Negaunee w muzeum oraz profesor na Wydziale Geofizyki Uniwersytetu w Chicago.

„W przeciwnym razie stopiłyby się, a ich sygnatury chemiczne zostałyby zniszczone”.

Poprzednie badania Bidonga Zhanga, asystenta naukowca na Wydziale Nauk o Ziemi, Planetach i Kosmosie Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, sugerowały, że określenie wieku kryształów w pyle księżycowym może ujawnić prawdziwy wiek Księżyca. Dobrze zrobiony.

Zhang i współautorka Audrey Bouvier, profesor planetologii eksperymentalnej na Uniwersytecie w Bayreuth w Niemczech, zwrócili się do Hecka, pracownika badawczego w dziedzinie nauk o Ziemi na Uniwersytecie w Glasgow i głównej autorki badania Jenicy Greer, aby zastosować zaawansowaną technikę do przyjrzenia się kryształy w nanoskali. Określ ich skład chemiczny i podaj wiek księżyca.

Badania stanowią pierwsze zastosowanie analitycznej metody datowania kryształów za pomocą atomowej tomografii skaningowej i zostały przeprowadzone przy użyciu instrumentów Uniwersytetu Northwestern w Evanston w stanie Illinois, podają autorzy badania.

„W tomografii atomowej zaczynamy od naostrzenia kawałka próbki Księżyca do bardzo ostrej końcówki, używając mikroskopu ze skupioną wiązką jonów, przypominającego bardzo wymyślną temperówkę” – powiedział Greer, doktorant w Field Museum. oraz na Uniwersytecie w Chicago, gdzie zajmował się badaniami. „Następnie używamy laserów UV do odparowania atomów z powierzchni tej końcówki. Atomy przemieszczają się przez spektrometr mas, a to mówi nam, jak szybko się poruszają i jak ciężkie są, a to mówi nam, z czego są zbudowane.

Analiza pokazuje, ile atomów uranu w kryształach cyrkonu uległo rozpadowi radioaktywnemu. Jeśli ich atomy mają niestabilną konfigurację protonów i neutronów, część z nich upadnie – podobnie jak uran zamienia się w ołów. Śledząc czas trwania tego procesu, naukowcy mogą określić wiek czegoś, porównując stosunek atomów uranu do ołowiu.

„Datowanie radiometryczne działa trochę jak klepsydra” – powiedział Heck. „W klepsydrze piasek przepływa z jednej szklanej bańki do drugiej, co wskazuje, że z biegiem czasu piasek zgromadził się w dolnej bańce. Datowanie radiometryczne działa podobnie, zliczając liczbę atomów macierzystych i liczbę atomów potomnych, które zastąpiły. szybkość przemiany jest znana, można obliczyć upływ czasu.

Zespół badawczy wykorzystał izotopy ołowiu w próbce pyłu księżycowego, aby ustalić, że kryształy miały 4,46 miliarda lat, co wskazuje, że sam księżyc musi być co najmniej tak stary.

„To niesamowite, że mamy dowody na to, że skała, którą trzymasz, jest najstarszą częścią księżyca, jaką kiedykolwiek znaleźliśmy” – powiedział Greer. „To kluczowy punkt dla wielu pytań dotyczących Ziemi. Jeśli wiesz, ile coś ma lat, możesz lepiej zrozumieć, co przydarzyło się temu w jego historii.

Chociaż próbki Księżyca wróciły na Ziemię ponad 50 lat temu, opracowanie technologii niezbędnej do przeprowadzenia szczegółowej analizy kryształów zajęło trochę czasu. Dlatego NASA czekała aż do ostatnich lat, aby otworzyć niektóre z najstarszych próbek zebranych w epoce Apollo, korzystając z bardziej zaawansowanych metod, aby umożliwić lepszy wgląd w naturalnego satelitę naszej planety.

„Księżyc jest ważnym graczem w naszym układzie planetarnym” – powiedział Heck. „Stabilizuje oś obrotu Ziemi, dlatego doba ma 24 godziny i dlatego mamy pływy. Bez Księżyca życie na Ziemi byłoby inne. To część naszego naturalnego systemu, którą chcemy lepiej zrozumieć, a nasze badanie jest małą częścią tego całego obrazu.To element układanki.