Миналата година учените хвърлиха друг поглед върху сеизмичните данни, събрани от експериментите от епохата на Аполон и откриха, че долната мантия на Луната, частта от границата на ядрото на мантията, е частично разтопена (напр. Данните на Аполон се пренастрояват, за да осигурят прецизни показания на лунните Core, Magazine Space, 6 януари 2011 г.). Техните открития показват, че най-ниските 150 км от мантията съдържат от 5 до 30% течна стопилка. На Земята това би било достатъчно, за да може тя да се отдели от твърдото, да се издигне нагоре и да изригне на повърхността. Знаем, че Луната е имала вулканизъм в миналото. И така, защо тази лунна стопилка не изригва на повърхността днес? Новите експериментални проучвания върху симулирани лунни проби могат да дадат отговорите.
Предполага се, че сегашните лунни магми са твърде гъсти, в сравнение със заобикалящите ги скали, за да се издигнат на повърхността. Подобно на маслото във вода, по-малко плътните магми са плаващи и ще се преплитат над твърдата скала. Но, ако магмата е твърде гъста, тя ще остане там, където е, или дори ще потъне.
Мотивиран от тази възможност, международен екип от учени, воден от Мирджам ван Кан Паркър от Университета на VU Амстердам, изучава характера на лунните магми. Техните открития, които наскоро бяха публикувани в списанието Nature Geoscience, показват, че лунните магми имат диапазон на плътност, който зависи от техния състав.
Г-жа ван Кан Паркър и нейният екип изстискват и нагряват разтопени проби от магма и след това използват рентгенови абсорбционни техники, за да определят плътността на материала при диапазон от налягания и температури. В техните проучвания са използвани симулирани лунни материали, тъй като лунните проби се считат за твърде ценни за такъв разрушителен анализ. Техните симулатори моделираха състава на зелени вулканични очила Apollo 15 (които имат съдържание на титан 0,23 тегловни%) и черни вулканични чаши Apollo 14 (със съдържание на титан 16,4% тегло).
Пробите от тези симулатори са били подложени на налягане до 1,7 GPa (атмосферното налягане в повърхността на Земята е 101 kPa, или 20 000 пъти по-малко от постигнатото в тези експерименти). Въпреки това налягането в лунния интериор е още по-голямо, надхвърлящо 4,5 GPa. И така, компютърни изчисления бяха проведени, за да се екстраполира от експерименталните резултати.
Комбинираната работа показва, че при температури и налягания, които обикновено се намират в долната лунна мантия, магмите с ниско съдържание на титан (Apollo 15 зелени чаши) имат плътност, по-малка от заобикалящия твърд материал. Това означава, че са плаващи, трябва да се издигнат на повърхността и да изригнат. От друга страна, магмите с високо съдържание на титан (черни очила Аполон 14) имат плътност, която е приблизително равна или по-голяма от заобикалящия ги твърд материал. Няма да се очаква те да се повишат и изригнат.
Тъй като Луната няма активна вулканична активност, стопилката, която понастоящем е разположена в дъното на лунната мантия, трябва да има висока плътност. Резултатите от г-жа Ван Кан Паркър предполагат, че тази стопилка трябва да бъде направена от висококачествени титанови магми, като тези, които са образували черните очила Apollo 14.
Това откритие е важно, тъй като се смята, че високите титанови магми са се образували от богати на титан източни скали. Тези скали представляват останките, останали в основата на лунната кора, след като всички плаващи минерали от плагиоклаза (които съставляват кората) бяха изтласкани нагоре в глобален магмен океан. Тъй като са плътни, тези богати на титан скали бързо биха потънали до границата на основната мантия в случай на преобръщане. Подобно преобръщане дори беше постулирано преди 15 години. Сега тези вълнуващи нови резултати осигуряват експериментална поддръжка за този модел.
Тези плътни, богати на титан скали също се очаква да имат много радиоактивни елементи, които са склонни да останат назад, когато други елементи са за предпочитане поети от минерални кристали. Получената радиогенна топлина от разпада на тези елементи може да обясни защо части от долната лунна мантия са все още достатъчно горещи, за да бъдат разтопени. Г-жа ван Кан Паркър и нейният екип продължават да спекулират, че тази радиогенна топлина би могла също да помогне да се запази частичното разтопяване на лунното ядро дори и днес!
Източници:
X-лъчи осветяват интериора на Луната, Science Daily, 19 февруари 2012 г.
Неутрална плаваемост на богати на титан топи в дълбоката лунна вътрешност, Van Kan Parker et al. Nature Geoscience, 19 февруари 2012 г., doi: 10.1038 / NGEO1402.
