Luna întoarce mereu aceeași față spre Pământ, iar emisfera pe care n-o vedem niciodată arată cu totul altfel. Fața vizibilă are câmpii vaste de bazalt vulcanic întunecat și concentrații relativ ridicate de potasiu, elemente din grupul pământurilor rare și fosfor, cunoscute împreună sub acronimul KREEP. Fața ascunsă e dominată de zone muntoase străvechi, ciuruite de cratere, cu o scoarță mult mai groasă și relativ puține câmpii vulcanice.
O echipă condusă de profesorul Hejiu Hui, de la Universitatea din Nanjing, a găsit acum noi dovezi care ar putea ajuta la dezlegarea acestui vechi mister. Cercetătorii au analizat roci lunare aduse de misiunea chineză Chang’e-6 (CE6), iar indiciile găsite sugerează că Luna a fost modelată, cu miliarde de ani în urmă, de mișcări enorme de rocă topită.
Echipa de cercetare a examinat compoziția chimică a 3 tipuri de roci lunare: anortozite, roci din suita Mg și bazalte din mările lunare. Probele de pe fața ascunsă au fost comparate cu materialul adus de pe fața vizibilă de misiunile Apollo și Chang’e-5. Rezultatele sugerează că diferențele izbitoare dintre cele două emisfere au apărut în urma unei circulații de mare amploare, alimentate de căldură, în vechiul ocean de magmă al Lunii (LMO), după ce satelitul a intrat în blocaj de maree cu Pământul.
Decenii de ipoteze, niciun consens
Originea acestei structuri inegale e dezbătută de decenii. Printre explicațiile propuse s-au numărat diferențe în modul în care a circulat oceanul de magmă inițial al Lunii, o coliziune masivă, încălzirea produsă de mareele gravitaționale și dezvoltarea inegală a scoarței lunare. Niciuna dintre ele n-a reușit însă să convingă pe toată lumea.
Mai rămânea deschisă o întrebare importantă. Contrastele dintre cele două emisfere se văd limpede la suprafață și în interiorul scoarței, dar nu era clar dacă diferențe asemănătoare continuă și în adâncul mantalei lunare.
Sub ambele fețe, o manta asemănătoare
Ocazia de a lămuri lucrurile a venit în 2024, când Chang’e-6 a devenit prima misiune care a adus probe de pe fața ascunsă a Lunii. Pentru prima dată, oamenii de știință au putut compara direct roci din ambele emisfere.
Analiza a scos la iveală o asemănare importantă sub suprafețele atât de diferite. Bazaltele aduse de Chang’e-6 au semnături chimice care indică faptul că provin din material mantelic sărăcit, la fel ca bazaltele cu conținut scăzut de titan aduse de astronauții Apollo. Asta sugerează că, de la o emisferă la alta, compoziția cumulatelor mantelice – mineralele care s-au acumulat pe măsură ce oceanul de magmă al Lunii se cristaliza – nu diferă substanțial.
Rocile din suita Mg au adus dovezi suplimentare. Acestea se formează prin interacțiuni între scoarță și manta, atunci când porțiuni din materialul mantelic acumulat se topesc parțial. Indicele lor de magneziu (Mg#) este un reper important pentru compoziția materialului din manta din care provin.
Probele din suita Mg aduse de Chang’e-6 și cele din misiunile Apollo au valori Mg# asemănătoare, așa că cercetătorii au tras concluzia că, sub ambele fețe ale Lunii, cumulatele mantelice au caracteristici chimice în mare măsură similare. Altfel spus, compoziția materialelor cristalizate din oceanul de magmă inițial nu diferă semnificativ între fața vizibilă și cea ascunsă.
O scoarță mai bogată în magneziu pe fața ascunsă
Mantaua pare să aibă o compoziție relativ uniformă, dar scoarța lunară arată un contrast mult mai pronunțat. Anortozitele aduse de Chang’e-6 au valori maxime ale Mg# mai ridicate decât probele comparabile din misiunile Apollo, ceea ce indică faptul că scoarța feței ascunse conține mai mult material bogat în magneziu. Rezultatul se potrivește cu observațiile făcute anterior de instrumentele care studiază Luna de la distanță.
Diferențe chimice importante au apărut și la rocile din suita Mg. Probele Chang’e-6 au concentrații extrem de scăzute de elemente din grupul pământurilor rare și raporturi toriu-samariu (Th/Sm) mai mici decât omoloagele lor din misiunea Apollo.
Aceste diferențe sugerează două explicații posibile. Fie magmele din suita Mg de pe fața ascunsă s-au format fără o contribuție substanțială a materialului bogat în KREEP, fie stratul care conține aceste elemente nu s-a dezvoltat uniform pe suprafața Lunii, lăsând cele două emisfere cu compoziții chimice diferite.
Modelul propus: magma pusă în mișcare de mareele Pământului
Punând cap la cap aceste rezultate, cercetătorii au construit un model care ar putea explica felul în care Luna a ajuns cu două fețe atât de diferite. Modelul oferă o posibilă explicație pentru faptul că mantaua e asemănătoare chimic sub ambele emisfere, în timp ce scoarța are compoziții dramatic diferite. Iar prin legătura dintre probele Chang’e-6 abia analizate și istoria termică timpurie a Lunii, descoperirile aduc o perspectivă nouă asupra proceselor care au modelat cel mai apropiat vecin ceresc al Pământului.
În scenariul propus, oceanul de magmă al Lunii tinere s-a răcit și s-a cristalizat la început relativ uniform. Așa s-au format primele cumulate mantelice și scoarța anortozitică, înainte ca Luna să intre în blocaj de maree cu Pământul.
Lucrurile s-au schimbat după ce Luna s-a stabilizat pe o orbită care ținea aceeași emisferă întoarsă spre planeta noastră. Pământul și Luna erau atunci mult mai apropiate, iar forțele de maree generau mai multă căldură pe fața vizibilă decât pe cea ascunsă.
Încălzirea inegală a creat o diferență de temperatură în interiorul topit al Lunii și a declanșat o circulație orizontală de mare amploare. Magma fierbinte s-a deplasat de pe fața vizibilă spre cea ascunsă și a dus cu ea material anortozitic bogat în magneziu, format mai devreme. În timp, această mișcare a adunat mai mult material crustal pe fața ascunsă, ceea ce explică, în parte, de ce acea emisferă are o scoarță mai groasă și mai bogată în magneziu.
În paralel, materia topită rămasă s-a scurs preferențial spre fața vizibilă. Astfel, pe fața ascunsă s-au format doar straturi relativ subțiri de material îmbogățit în KREEP și de cumulate cu ilmenit (IBC), în vreme ce aceste materiale târzii s-au concentrat în cantitate mai mare pe fața vizibilă.
Pe scurt, dacă modelul e corect, cele două fețe ale Lunii stau pe o manta asemănătoare, iar diferența dintre ele s-a născut mai târziu, în scoarță. Căldura produsă de mareele Pământului ar fi împins magma spre fața ascunsă, care s-a ales cu o scoarță mai groasă, iar resturile topite, bogate în potasiu, pământuri rare și fosfor, s-ar fi adunat mai ales pe fața vizibilă.
Ce s-a mai descoperit în Univers?
Pământul și Marte sunt lumi stâncoase vecine, dar s-au format în moduri diferite
„Tot ce știm despre călătoriile spațiale se va schimba într-un deceniu”: descoperirea revoluționară din domeniul fuziunii care ar putea deschide drumul spre stele
Luna s-ar fi putut forma aproape intactă, la doar câteva ore după ce Theia a lovit Pământul
Un mister vechi de un secol din norii lui Venus a devenit și mai straniu
