A Hold belsejét is átalakította egy ősi becsapódás

Holdunk kétarcú: míg a felénk néző oldalán nagy, sötét bazaltlapályok láthatók, a túloldalát rengeteg becsapódási kráter tarkítja, és nagyrészt hiányoznak a bazaltsíkságok. A kettősség okának legtöbben azt a hatalmas, ősi becsapódást tartják, amely a Csang’o-6 kínai holdszonda leszállóhelyéül szolgáló területen zajlott. A déli-sarki Aitken-medence (SPA) hatalmas méretű bemélyedés Holdunk arcán, óriási sebhely, amelyet egy nagyobb méretű kisbolygó becsapódása hozott létre.

A kínai holdkőzet-minták legújabb, a PNAS folyóiratban publikált vizsgálatának eredménye szerint nemcsak a holdi kéreg, hanem a holdköpeny is átalakult e hatalmas becsapódástól. A Kínai Tudományos Akadémia Geológiai és Geofizikai Intézetének kutatói Tian Hengci professzor vezetésével végeztek vizsgálatokat.

A vas- és a kálium-izotópok mennyiségét speciális tömegspektrometria (CC-MC-ICP-MS) segítségével, igen nagy pontossággal mérték meg a szakemberek. Ezekből ki lehet következtetni, hogy milyen folyamatok játszódtak le a becsapódáskor, az annak hatására megolvadt kőzetekkel. Az adatok elemzése azt mutatta, a becsapódás olyan változásokkal járt, amely szerint bizonyos illó elemek megszökhettek a Hold mélyének megolvadt kőzeteiből.

Az izotópok ugyanannak a kémiai elemnek olyan változatai, amelyekben ugyanannyi proton van, de eltérő számú neutron miatt más a tömegük – ezek az eltérések alapvetően a fizikai viselkedésben okozhatnak különbségeket, például a könnyebb izotóp gyorsabban párolog.

A Csang’o-6 bazaltmintáiban a vas- és kálium-izotópok közül a nehezebbekből többet találtak, mint az Apollo-programban hazahozott kőzetmintákban. Ez arra utalt, hogy az Aitken-medence környezetében lezajlott események során a Hold megszabadult a könnyebb vas- és kálium-izotópoktól.

A kutatók több lehetőséget is számba vettek, amikor igyekeztek rekonstruálni, mi okozhatta ezt az eltérést. Például kizárták, hogy a kozmikus sugárzás hatására alakultak volna át a kőzetek, és azt is elvetették az adatok alapján, hogy egyszerűen a becsapódó égitest anyaga keveredett volna hozzá a holdi kőzetanyaghoz.

A vas esetében az átalakulást legnagyobb részben meg lehet magyarázni a szokványos (nem becsapódáshoz kötött) olvadási folyamatokkal. Azonban jelenleg nem elegendőek az adatok ahhoz, hogy egyértelműen kijelenthessék, nincs abszolút semmi köze a becsapódásnak a tapasztaltakhoz, egy kis részben elképzelhető annak a befolyása is.

A kálium esetében azonban egészen egyértelmű volt a becsapódás okozta hatás: a könnyebb izotópon elillantak az űrbe. A becsapódás hatására a holdköpeny hőmérséklete igencsak megemelkedett, elérhette a 2800 Kelvin-fokot (2527 Celsius-fok), ez pedig elegendő volt a kálium részleges elillanásához.

A kutatók úgy vélik, ez a hatalmas becsapódás elegendő lehetett ahhoz, hogy a Hold túloldalának nagy területe alatt a köpeny anyagából egyes illó összetevők megszökhettek. Vagyis a becsapódás miatt így átalakult köpenyanyag összetételében kissé eltérő volt a felénk néző oldal alatti köpenyanyaghoz képest. Ennek hatására aztán a későbbi időszakokban a vulkáni tevékenység is eltérően zajlott a Hold két oldalán.

Azt a földi vulkáni kőzetolvadék összetételének különbségeiből is tudjuk, hogy egy kis eltérés is megváltoztatja a kitörések jellegét. Ez a holdi becsapódás így magyarázhatja meg, hogy miért lehetnek nagy bazaltlapályok a felénk néző, és miért van ezekből sokkal kevesebb a távolabbi oldalon.