Mennyi illó anyag volt a Holdon?

A Holdat egy hatalmas becsapódás hozta létre, majd a kialakult égitestet kőzetolvadék, magmaóceán borította be, az elképzelések szerint ez 20-200 millió éven át maradt olvadt állapotban. Ezen időszak alatt az olvadékban, ami az ősi Földből kiszakadt anyag volt, eredetileg meglévő illó anyagok, mint a hidrogén, a kén vagy a klór legnagyobb részben elpárologtak. Ha valahogyan sikerül kideríteni, milyen lehetett eredetileg a Hold felszínének összetétele, azzal a saját bolygónk ősi összetételéről is információkat kapunk. Ehhez azonban egészen speciális holdkőzetre van szükség.

A Nyugat-Ontariói Egyetem számolt be arról a vizsgálatról, amelyben egy holdi eredetű meteoritban sikerült a megfelelő ásványokra rábukkanni, s ebből következtetéseket levonni. A kutatásról a Nature Astronomy folyóirat számolt be. Tara Hayden kozmokémikus, a kutatás vezetője még egyetemi hallgatóként talált rá a holdi meteoritban az apatit nevű ásványra, ami egyébként egy igen közönséges foszfátásvány. Azonban míg nálunk, a Földön közönséges, a holdi kőzetmintákban eddig nem sikerült rátalálni, ezért is különleges a felfedezés. Az ásvány segítségével azt sikerült bebizonyítani, hogy a Hold ősi kérge, ami a magmaóceánból alakult ki, még a véltnél több vizet tartalmazott. Ez azt jelenti, a Hold korai története jóval összetettebb lehetett, mint gondoltuk.

Az Apollo-küldetések során visszahozott kőzetmintákban meglehetősen kevés illó anyagot találtak, így sokáig az volt az elterjedt nézet, hogy ezek hiányoznak is a Hold felszínéről. Azonban 2008-ban egy elemzésben, holdi vulkáni eredetű kőzetüveg-gyöngyök belsejében már jelentősebb mennyiségű vízre és más illó anyagokra sikerült rábukkanni. Ezt követően elkezdték újra megvizsgálni az Apollo-féle mintákat is, ám még nagyobb lehetőségre sikerült bukkanni az újonnan talált holdi meteoritokban.

„A Hold felszínéről a legtöbbet az Apollo-mintákból tudjuk, ám ezek a felszín kevesebb mint 5 százalékát képviselik” – magyarázta Hayden. „Amíg a közeljövő Artemis-küldetéseivel nem jutunk újabb mintákhoz, addig csak a meteoritok nyújtanak eltérő felszíni kőzeteket.”

Szerencsére ez a meteorit nemcsak holdi, hanem tartalmazza is a vizsgálatokhoz kívánt ásványt. Hayden akkor bukkant rá az apatitra, amikor egy meteoritgyűjtő számára végzett elemzést, hogy igazolja a meteoritja holdi eredetét. Az azonosításon túl e meteorit kulcsfontosságúvá vált a holdi víz eredetéről szóló vitában is. Az apatit a kristályszerkezetébe zárva tartalmaz illó elemeket. Bár rengeteg különféle holdi mintában találtak apatitot, a vulkáni üveg gyöngyökben és az úgynevezett vasas anortozit ásványokban nem – ez utóbbiak a legkorábbi holdi kéreg képviselői. Ez az egyetlen olyan ásványcsoport, amely közvetlenül a holdi magmaóceánból keletkezett, abban az időben, amikor még szinte a teljes Hold olvadékból állt. Az ebben talált apatit közvetlen bepillantást engedett a Hold fejlődésének legkorábbi szakaszába.

Egy vulkáni üvegből álló szferula, amelyet a holdi kőzetmintákkal hoztak haza. Elektronmikroszkópos felvétel.

Forrás: Tim Culler/UC Berkeley

Az egész Naprendszerben lévő víz eredetét segít megérteni az, ha feltárhatjuk a legkorábbi, kb. 4,5 milliárd éve kialakult holdkéreg víztartalmának történetét. Erre kínálnak kiváló lehetőséget a holdi eredetű meteoritok.

Azonban a felfedezés azt is jelenti, hogy az Artemis-küldetések során lehetőség nyílhat célzottan az efféle kőzetek keresésére – ennek megtervezésében mindazok a kutatók részt vesznek, akik a küldetések űrhajósai számára a célpontokat kiválasztják. E csoportba tartozik az egyetem jól ismert bolygókutató geológusa, Gordon Osinski is, akit tavaly választottak ki e feladatra, és aki majd a Johnson Űrközpontból segíti az Artemis-III. küldetése során a landoló űrhajósok felszíni munkáját.