Polowanie na jądro Księżyca

Polowanie na jądro KsiężycaOriginal Press Release
Księżyc – najbliższy sąsiad Ziemi – od dawna jest badany między innymi po to, by lepiej zrozumieć naszą własną planetę.

Podobnie jak na Ziemi wciąż niewiele wiemy o wnętrzu Księżyca, a informacje te są kluczowe dla zrozumienia pochodzenia i ewolucji Księżyca, a co za tym idzie historii bardzo młodej Ziemi

prof. Ed Garnero

Z uzyskanych danych – które zostały opublikowane online na łamach Science Księżyc posiada bogate w żelazo jądro złożone z mającej promień około 240 kilometrów kuli otoczonej przez mającą około 90 kilometrów grubości płynną otoczkę.

„Najgłębsze obszary Księżyca, w szczególności to czy posiada on jądro, były zagadką dla sejsmologów „- mówi prof. Ed Garnero z Uniwersytetu Stanowego Arizona (ASU). -” Dane sejsmiczne z misji Apollo zawierały zbyt dużo szumów aby umożliwić stworzenie obrazu budowy Księżyca. Inne rodzaje informacji wskazywały na możliwość istnienia księżycowego jądra, jednak szczegółów dotyczących jego rozmiarów i składu nie można było dokładnie ustalić.”

Czułe sejsmografy rozmieszczone na powierzchni Ziemi pozwalają na badanie jej wewnętrznej budowy. Instrumenty te rejestrują fale powstałe w wyniku trzęsień Ziemi, które przemieszczając się w jej wnętrzu i odbijając od znajdujących się tam struktur dostarczają informacji o składzie i budowie wewnętrznych warstw planety. Podobnie jak trzęsienia ziemi pozwalają naukowcom poznać strukturę Ziemi, również fale sejsmiczne trzęsień powierzchni Księżyca mogą być analizowane w celu zbadania wnętrza naszego satelity.

Kiedy prof. Garnero i jego doktorantka Peiying (Patty) Lin (na zdjęciu) dowiedzieli się o badaniach prowadzonych przez Renee Webera w Centrum Lotów Kosmicznych NASA Marshall mających na celu odnalezienie jądra zasugerowali, że skuteczne może być przetwarzanie szeregowe danych, metoda, w której nagrania sejsmiczne sumuje się w szczególny sposób i bada wspólnie. Pozwala to na wydobycie z danych bardzo słabych sygnałów – umożliwiających zidentyfikowanie głębokości warstw odbijających fale oraz skład i stan materii na różnych głębokościach.

„Metoda przetwarzania szeregowego pozwala dzięki sumowaniu wzmocnić słabe, trudne do wykrycia sygnały sejsmiczne. Jeżeli fala sejsmiczna odbija się od leżącej głęboko warstwy podziału, takiej jak granica między płaszczem a jądrem, echo to będzie obecne we wszystkich nagraniach, nawet jeżeli znajduje się poniżej granicy szumu tła. Jeżeli jednak dodamy sygnały, wówczas amplituda echa staje się widoczna, co pozwala nam tworzyć mapy głębokiego Księżyca „- wyjaśnia Lin.

Zespół odkrył, że najgłębsza część Księżyca jest znacząco podobna do Ziemskiej. Ich badania wskazują, że znajduje się tam niewielka domieszka lekkich pierwiastków takich jak siarka.

Źródła:

The hunt for the lunar core

The Moon, Earth’s closest neighbor, has long been studied to help us better understand our own planet. Of particular interest is the lunar interior, which could hold clues to its ancient origins. In an attempt to extract information on the very deep interior of the Moon, a team of NASA-led researchers applied new technology to old data. Apollo seismic data was reanalyzed using modern methodologies and detected what many scientists have predicted: the Moon has a core.

According to the team’s findings, published Jan. 6 in the online edition of Science, the Moon possesses an iron-rich core with a solid inner ball nearly 150 miles in radius, and a 55-mile thick outer fluid shell.

“The Moon’s deepest interior, especially whether or not it has a core, has been a blind spot for seismologists,” says Ed Garnero, a professor at the School of Earth and Space Exploration in ASU’s College of Liberal Arts and Sciences. “The seismic data from the old Apollo missions were too noisy to image the Moon with any confidence. Other types of information have inferred the presence of a lunar core, but the details on its size and composition were not well constrained.”

Sensitive seismographs scattered across Earth make studying our planet’s interior possible. After earthquakes these instruments record waves that travel through the interior of the planet, which help to determine the structure and composition of Earth’s layers. Just as geoscientists study earthquakes to learn about the structure of Earth, seismic waves of “moonquakes” (seismic events on the Moon) can be analyzed to probe the lunar interior.

When Garnero and his graduate student Peiying (Patty) Lin heard about research being done to hunt for the core of the Moon by lead author Renee Weber at NASA’s Marshall Space Flight Center, they suggested that array processing might be an effective approach, a method where seismic recordings are added together in a special way and studied in concert. The multiple recordings processed together allow researchers to extract very faint signals. The depth of layers that reflect seismic energy can be identified, ultimately signifying the composition and state of matter at varying depths.

“Array processing methods can enhance faint, hard-to-detect seismic signals by adding seismograms together. If seismic wave energy goes down and bounces off of some deep interface at a particular depth, like the Moon’s core-mantle boundary, then that signal “echo” should be present in all the recordings, even if below the background noise level. But when we add the signals together, that core reflection amplitude becomes visible, which lets us map the deep Moon,” explains Lin, who is also one of the paper’s authors.

The team found the deepest interior of the moon to have considerable structural similarities with the Earth. Their work suggests that the lunar core contains a small percentage of light elements such as sulfur, similar to light elements in Earth’s core – sulfur, oxygen and others.

“There are a lot of exciting things happening with the Moon, like Professor Mark Robinson’s LRO mission producing hi-res photos of amazing phenomena. However, just as with Earth, there is much we don’t know about the lunar interior, and that information is key to deciphering the origin and evolution of the Moon, including the very early Earth,” explains Garnero.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *