Mokry Księżyc

Mokry KsiężycOriginal Press Release
Zespół naukowców, wśród których znaleźli się pracownicy Uniwersytetu Brown, odkrył, że na Księżycu znajduje się znacznie więcej wody niż dotąd sądzono.

W 2008 roku napisaliśmy, że oryginalna zawartość wody w księżycowej magmie jest podobna od zawartości wody w lawie wydobywającej się ze zubożonej jeżeli chodzi o zawartość wody górnej warstwy płaszcza Ziemi. Dzisiaj dowiedliśmy, że faktycznie tak jest.

prof. Alberto Saal, Brown University

Księżycowe inkluzje topikowe to maleńkie kulki stopionych skał uwięzione we wnętrzu kryształów znajdowanych w warstwach szkła wulkanicznego powstałych w trakcie wybuchowych eksplozji. Nowe wyniki wykazały, że magma księżycowa zawiera sto razy więcej wody, niż wynikało to z wcześniejszych badań. Wyniki te są efektem lat badań zespołu naukowego poszukującego wody i innych lotnych substancji w szkle wulkanicznym przywiezionym przez misje Apollo NASA na przełomie lat 60 i 70 XX wieku. W 2008 roku ten sam zespół, kierowany przez prod. Ablerto Saal, opublikował na łamach Nature pierwsze dowody obecności wody w szkle wulkanicznym, jak również oszacował na podstawie modeli geofizycznych ilość wody jaką magma zawierała przed erupcją.

Nowe odkrycie możliwe było dzięki skrupulatności Thomasa Weinreicha, studenta Uniwersytetu Brown, który odnalazł inkluzję umożliwiające zespołowi dokonanie pomiarów stężenia wody w magmie sprzed erupcji i na tej postawie oszacowania ilości wody zamkniętej we wnętrzu Księżyca. W klasycznym poszukiwaniu igły w stogu siana Weinreich przeszukał tysiące ziaren słynnej, bogatej w tytan, pomarańczowej gleby odkrytej przez Harrisona Schmitta, astronautę misji Apollo 17, zanim w końcu uzbierał dziesięć inkluzji do badań.

W porównaniu do meteorytów Ziemia i pozostałe wewnętrzne planety Układu Słonecznego zawierają stosunkowo mało wody i innych lotnych substancji, których brakowało w wewnętrznej części Układu Słonecznego podczas formowania się planet. Jeszcze mniejsza zawartość tych substancji na Księżycu była jednym z głównych dowodów na to, że musiał on powstać w wyniku katastrofalnego zderzenia obiektu wielkości Marsa z Ziemią. W świetle nowych wyników, również ta teoria będzie musiała zostać ponownie zweryfikowana.

„Woda odgrywa krytyczną rolę w ustalaniu zachowania tektonicznego powierzchni planet, punktu topnienia ich wnętrz oraz położenia i stylu erupcji ich wulkanów „- mówi Erik Hauri z Instytutu Carnegie w Waszyngtonie, kierujący badaniami. -” Wśród wszystkich próbek jakie znaleziono nie tylko na Księżycu, ale w całym wewnętrznym Układzie Słonecznym nie potrafię sobie wyobrazić ważniejszych próbek przywiezionych z Księżyca na Ziemię, niż to szkło wulkaniczne wyrzucone w wyniku eksplozywnej erupcji wulkanicznej.”

Pomiary zostały wykonane z wykorzystaniem najnowocześniejszej mikrosondy NanoSIMS 50L.

„W odróżnieniu od większości skał wulkanicznych, inkluzje topikowe są zamknięte w kryształach co uniemożliwia ucieczkę wody i innych lotnych substancji w trakcie erupcji. Próbki te pozwalają nam określić ilość wody znajdującej się we wnętrzu Księżyca „- dodaje James Van Orman z Uniwersytetu Case Western Reserve.

Dodatkowo wyniki badań dostarczyły jeszcze jednej alternatywy dla hipotetycznych źródeł wody odkrytej na biegunach Księżyca. Wcześniej uważano, że została ona tam dostarczona przez meteoryty lub komety. Jednak być może jej część została uwolniona z wnętrza Księżyca w trakcie erupcji księżycowej magmy.

Źródła:

Scientists detect Earth-equivalent amount of water within the moon

The moon has much more water than previously thought, a scientific team including Brown University has discovered. First-time measurements of lunar melt inclusions show that some parts of the lunar mantle have as much water as the Earth’s upper mantle. The results may change the prevailing theory about the Moon’s origin as well as shed new light on the origin of water at the lunar poles. Results appear in Science Express.

Lunar melt inclusions are tiny globules of molten rock trapped within crystals that are found in volcanic glass deposits formed during explosive eruptions. The new finding, published this week in Science Express, shows lunar magma water contents 100 times higher than previous studies have suggested.

The result is the culmination of years of investigation by the team searching for water and other volatiles in volcanic glasses returned by NASA Apollo missions in the late 1960s and early 1970s. In a paper in Nature in 2008, the same team led by Alberto Saal, associate professor of geological sciences at Brown, reported the first evidence for the presence of water and used models to estimate how much water was originally in the magmas before eruption.

A needle in a lunar haystackAlberto Saal (left) and Thomas Weinreich, a Brown Undergraduate, used Apollo lunar samples to show that water content in primitive Earth and lunar magma was similar. Credit: Mike Cohea/Brown UniversityA needle in a lunar haystackAlberto Saal (left) and Thomas Weinreich, a Brown Undergraduate, used Apollo lunar samples to show that water content in primitive Earth and lunar magma was similar. Credit: Mike Cohea/Brown University“The bottom line,” said Saal, an author on the Science Express paper and the principal investigator on the research grants, “is that in 2008, we said the primitive water content in the lunar magmas should be similar to the water content in lavas coming from the Earth’s depleted upper mantle. Now, we have proven that is indeed the case.”

The new finding got a critical assist from a Brown undergraduate student, Thomas Weinreich, who found the melt inclusions that allowed the team to measure the pre-eruption concentration of water in the magma and to estimate the amount of water in the Moon’s interior. In a classic needle-in-the-haystack effort, Weinreich searched through thousands of grains from the famous high-titanium „orange soil” discovered by astronaut Harrison Schmitt during the Apollo 17 mission before finding ten that included melt inclusions.

“It just looks like a clear sample with some black specks in it,” said Weinreich, the second author on the paper.

Compared with meteorites, Earth and the other inner planets contain relatively low amounts of water and volatile elements, which were not abundant in the inner solar system during planet formation. The even lower quantities of these volatile elements found on the Moon has long been claimed as evidence that it must have formed following a high-temperature, catastrophic giant impact. But this new research shows that aspects of this theory must be reevaluated.

“Water plays a critical role in determining the tectonic behavior of planetary surfaces, the melting point of planetary interiors and the location and eruptive style of planetary volcanoes,” said Erik Hauri, a geochemist with the Carnegie Institution of Washington and lead author of the study. “We can conceive of no sample type that would be more important to return to Earth than these volcanic glass samples ejected by explosive volcanism, which have been mapped not only on the moon but throughout the inner solar system.”

The research team measured the water content in the inclusions using a state-of-the-art NanoSIMS 50L ion microprobe.

“In contrast to most volcanic deposits, the melt inclusions are encased in crystals that prevent the escape of water and other volatiles during eruption. These samples provide the best window we have on the amount of water in the interior of the Moon,” said James Van Orman of Case Western Reserve University, a member of the science team.

The study also puts a new twist on the origin of water ice detected in craters at the lunar poles by several recent NASA missions. The ice has been attributed to comet and meteor impacts, but it is possible some of this ice could have come from the water released by eruption of lunar magmas.

Malcolm Rutherford, professor emeritus of geological sciences at Brown, also contributed to the paper. The NASA LASER and Cosmochemistry programs funded the research, with additional support provided by the NASA Lunar Science Institute (NLSI) and the NASA Astrobiology Institute.

Written by admin

Dodaj komentarz

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