Öreg a Hold, de fiatal a kérge

Égi kísérőnk egy kb. Mars méretű égitest és a Föld ősi ütközése következtében jött létre, mintegy 4,51-4,43 milliárd éve, azonban a felszíne ennél fiatalabb. Ekkor, a keletkezését követően sokkal közelebb keringett a Földhöz, mint amerre most jár, s ennek köszönhetően az árapályhatások is sokkal erőteljesebben érintették a belsejét. A szakemberek erre az időszakra voltak különösen kíváncsiak, amikor bolygónk és holdja egészen közel jártak még egymáshoz.

Egy nemrég, a Nature folyóiratban közzé tett kutatásban egy nemzetközi csoport számolt be arról, hogy a Holdat igen erőteljes vulkáni aktivitás jellemezte e korai időszakban, annak hatására, hogy az árapályerők megolvasztották a belsejét. A rendkívüli vulkánosság hatására a Hold kérge teljesen újjászületett, és ez az olvadás a benne lévő ásványi órákat is szinte kivétel nélkül átállította. Ez azt jelenti, hogy a jelenlegi felszíne 80-160 millió évvel fiatalabb magánál a Holdnál.

A cirkonkristályok a kőzetek óráiként arról árulkodnak, mikor volt utoljára olvadt állapotú az adott kőzet. A Hold felszínéről hazahozott kőzetmintákban ezek mutatják meg a kőzet korát – néhány darab kivételével ezek mind az égitest fiatalabbik arcáról tanúskodnak. A néhány kivétel azonban, amint arra a friss kutatás rámutat, még a Hold keletkezési idejének tanúja, e kristályok képesek voltak átvészelni az extrém vulkanizmus során bekövetkező olvadást.

A kőzetekben lévő radioaktív elemek különböző izotópjai, míg megfelelően forró közegben vannak, képesek kicserélődni a környezetükben lévőkkel. Ha a kőzetolvadék kihűl, e cserefolyamat is véget ér. Innentől kezdődően ketyeg az az óra, amelynek segítségével, az izotópok lebomlásával létrejövő más elemek aránya alapján vissza lehet számolni, mikor is szilárdult meg az adott kőzet.

A kérdéses korai időszakban a Hold nemcsak közelebb keringett hozzánk, hanem a mainál elnyúltabb, elliptikusabb is volt a pályája. Ez azt jelenti, hogy a rá ható gravitációs erő a pálya közeli és távoli pontján jelentősen eltért, így a belsejében kialakuló árapályfűtés erőteljesebb volt. Ezt a korszakát holdunknak a kutatók ahhoz hasonlították, amit a Jupiter Io nevű holdján ma is tapasztalhatunk: az Io a Naprendszer vulkáni szempontból legaktívabb égitestje.

A kutatók számításai most azt mutatták, hogy a Hold esetében e közelségből fakadó árapályfűtés elendő lehetett ahhoz, hogy a holdi köpeny egészét átjárja. Bár nem tudott újabb felszíni magmaóceán kialakulni, a vulkanizmus mégis oly mértékűvé vált, hogy ennek hatására, évmilliók alatt, mégis az egész felszínt megújította a mélyből feláramló kőzetolvadék.

Ez azt is jelenti, hogy a holdi kőzetek nem a Hold keletkezésének korát mutatják, hanem a holdfelszín ezen megújulásának korát. Voltak azonban egyes helyek, ahol a kőzetolvadék nem jutott a felszínre, csak valamivel alatta megállva hűlt ki – itt a cirkonkristályokban lévő izotópok eredeti összetételükben maradhattak.

A Hold valamikor 4,51-4,43 milliárd éve keletkezett, majd a heves vulkáni tevékenység által megújuló felszín időszakára 4,35 milliárd éve kerülhetett sor. Ez azt is megmagyarázza, hogy a Holdon miért van kissé kevesebb becsapódási kráter annál, amelyet a kora alapján várnánk: a vulkánkitörések az első időszakban keletkezett krátereket is eltörölték. Emellett a holdi köpeny összetételében tapasztalt anomália is magyarázatot nyert. Ha a köpeny a Hold keletkezése után még egy olvadásos időszakon átesett – ahogy ezt a friss kutatás találta, akkor az anomáliát is könnyű megmagyarázni.