O minusculă capsulă a timpului, adusă de pe Lună și păstrată în secret absolut timp de mai bine de jumătate de secol, tocmai a dezvăluit un secret astronomic monumental.
Ascuns în particulele de praf de troilit colectate de misiunea Apollo 17 în 1972, oamenii de știință au identificat un material care ar putea fi la fel de vechi – sau chiar mai vechi – decât Luna însăși. Vorbim despre o relicvă de 4,5 miliarde de ani, o „fotografie” chimică a sistemului solar timpuriu.
„Primul meu gând a fost: «Sfinte Sisoe, nu poate fi adevărat». Așa că ne-am întors pentru a ne asigura că am făcut totul corect, și așa era. Acestea sunt pur și simplu rezultate extrem de surprinzătoare.”, mărturisește James Dottin, cercetător planetar la Universitatea Brown din SUA.
În epoca de aur a explorării spațiale, între anii 1960 și începutul anilor ’70, astronauții NASA din programul Apollo au transportat pe Pământ o cantitate impresionantă de 382 de kilograme de material lunar. Scopul era ca acesta să fie studiat în laboratoare performante, dotate cu echipamente care nu ar fi putut fi niciodată transportate pe suprafața lunară.
Totuși, acei oameni de știință au avut o viziune pe termen lung. Știau că, într-o zi, tehnologia viitorului va face ca instrumentele lor să pară primitive. Așadar, au luat o decizie strategică: au sigilat ermetic unele dintre probele de rocă, păstrându-le neatinse pentru „acel moment” din viitor.
O mostră lunară: analiza chimică
Acel moment a sosit. Una dintre aceste probe intacte a ajuns sub microscopul electronic al lui Dottin și al echipei sale, care au folosit spectrometria de masă pentru a descifra originea sulfului din eșantion.
De ce sulful? Pentru că este un povestitor geologic desăvârșit. Acest element se poate lega de metale precum fierul, poate migra între nucleul, mantaua și atmosfera unei planete și, cel mai important, păstrează amprentele izotopice ale mediului în care s-a format.
Izotopii sunt, în esență, versiuni ale unui element cu un număr diferit de neutroni. Raportul dintre aceștia funcționează ca un „cod de bare” chimic unic. Oamenii de știință pot scana acest cod pentru a urmări originea, mecanismul de formare și vârsta exactă a unei probe.
Eșantionul din tubul de transport Apollo 17 (codificat 73001/2) conținea fragmente de troilit, un compus de fier și sulf extrem de comun în spațiu. Echipa lui Dottin și-a propus să studieze raporturile izotopice ale sulfului din acest troilit pentru a descifra istoria Lunii, concentrându-se specific pe granulele care păreau a avea o origine vulcanică.
Inițial, unele părți ale probei au arătat niveluri ușor ridicate de sulf-33, un model izotopic compatibil cu degazarea vulcanică – exact ceea ce echipa se aștepta să găsească într-o rocă vulcanică lunară.
Dar apoi, analiza a luat o turnură neașteptată. Alte părți ale probei au indicat exact opusul: raporturi izotopice șocant de sărace în sulf-33.
„Înainte de aceasta, se credea că mantaua lunară are aceeași compoziție izotopică a sulfului ca și Pământul. Asta mă așteptam să văd când am analizat aceste probe, dar în schimb am observat valori foarte diferite de cele pe care le găsim aici, pe Pământ.”, explică Dottin.
Indicii noi despre formarea de pe Lună
Niciodată până acum cercetătorii nu mai văzuseră probe lunare cu un asemenea raport izotopic. Modurile în care se poate forma o astfel de anomalie sunt limitate. Acest nivel de epuizare a sulfului-33 indică o interacțiune specifică între sulf și lumina ultravioletă într-o atmosferă rarefiată, ridicând două ipoteze fascinante – ambele sugerând că troilitul este incredibil de vechi.
Prima posibilitate ne duce înapoi la formarea Lunii, într-o perioadă în care studiile sugerează că un ocean global de magmă acoperea satelitul nou-născut. Pe măsură ce acest ocean s-a răcit și s-a cristalizat, sulful-33 s-ar fi putut evapora de la suprafață în atmosfera primordială a Lunii, lăsând în urmă izotopi mai grei.
A doua opțiune este demnă de un scenariu sci-fi. Teoria dominantă privind formarea Lunii susține că Pământul timpuriu a fost lovit violent de un obiect de dimensiunea lui Marte, numit Theia, în haosul de tip „pinball” al Sistemului Solar timpuriu. Unele teorii sugerează că resturile rezultate au rămas pe orbita Pământului, coalescând și formând Luna, în timp ce o parte din Theia a fost înghițită de măruntaiele Pământului.
Dar este posibil ca o parte din Theia să fi supraviețuit pe Lună. Cercetătorii spun că acest sulf lunar bizar ar putea proveni, de fapt, direct de pe Theia.
Deși este imposibil să spunem cu certitudine care scenariu este cel corect, implicațiile sunt majore.
Dacă sulful a fost modificat fotochimic, aceasta ar putea fi o dovadă a unui schimb antic de materiale de la suprafața lunară către manta, spune Dottin. „Pe Pământ, avem plăci tectonice care fac acest lucru, dar Luna nu. Deci, ideea unui mecanism de schimb geologic pe Luna timpurie este extrem de interesantă.”, explică el.
Pe de altă parte, prezența acestui sulf bizar ar putea exclude ideea că Luna s-a format exclusiv din praful rezultat în urma impactului dintre Pământ și Theia. Dacă s-ar fi întâmplat așa, sulful ar fi trebuit să fie distribuit uniform în mantaua lunară, nu să prezinte aceste anomalii.
Este o problemă complexă – și totul a pornit de la o singură probă, păstrată într-o cameră cu heliu încă din anii ’70.
Dar nu este cazul să fim pesimiști. Rezolvarea acestui mister va necesita, probabil, mai multe probe extraterestre: de pe Lună, de pe Marte, poate chiar de pe asteroizi. Colectarea lor va dura ceva timp, dar știința are răbdare.
Indiferent de originea lor exactă, aceste granule microscopice păstrează cea mai ciudată și mai veche urmă de sulf găsită vreodată pe Lună, o urmă care ne conduce înapoi la momentul formării sistemului solar însuși.
Studiul a fost publicat în JGR Planets.
