Πώς 22 κιλά σεληνιακών πετρωμάτων που παραδόθηκαν από το Apollo 11 άλλαξαν την κατανόησή μας για το πώς σχηματίστηκε η Σελήνη

Τους μήνες πριν το Apollo 11 προσγειωθεί στη Σελήνη, υπήρχε έντονη συζήτηση μεταξύ των επιστημόνων για το πώς είχε σχηματιστεί η Σελήνη και από τι κατασκευάστηκε. Είχε περάσει μια περίοδο μερικής ή πλήρους τήξης στην ιστορία του ή είχε σχηματιστεί σε χαμηλές θερμοκρασίες; Και τι γίνεται με τα χαρακτηριστικά της επιφάνειάς του:ήταν ο πολλαπλασιασμός των κρατήρων το αποτέλεσμα συγκρούσεων αστεροειδών κατά τη διάρκεια των αιώνων;

Ελπιζόταν ότι τα δείγματα του σεληνιακού βράχου των Buzz Aldrin και Neil Armstrong είχαν επιφορτιστεί να συλλέξουν κατά τη διάρκεια της παραμονής τους στη Σελήνη θα έδιναν τις απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα. Μετά την επιστροφή τους, οι επιστήμονες θα βάλουν επιτέλους τα χέρια τους σε μέρη αυτού του εξωγήινου κόσμου για να αναλύσουν για πιο οριστικές απαντήσεις σχετικά με τη φύση της Σελήνης.

Διαβάστε περισσότερα για το πρόγραμμα Apollo:

• Σε φωτογραφίες:τα κατορθώματα των αστροναυτών του Apollo 11 στη Σελήνη
• Είναι αλήθεια ότι τα δείγματα βράχου του Apollo Moon χάθηκαν;
• Όλα όσα θέλατε να μάθετε για το πρόγραμμα Apollo
• Πού προσγειώθηκαν οι αστροναύτες του Απόλλωνα στη Σελήνη; μέσω του BBC Sky At Night Magazine

Στη μία πλευρά της συζήτησης ήταν οι γεωεπιστήμονες, οι οποίοι νόμιζαν ότι η Σελήνη ήταν σαν τη Γη, με έναν πυκνό πυρήνα – ακόμα λιωμένο – που περιβάλλεται από ένα μανδύα και ένα λεπτό φλοιό. Από την άλλη πλευρά ήταν εκείνοι που πίστευαν ότι η Σελήνη ήταν ένα πολύ διαφορετικό είδος αστρονομικού σώματος, με μια επιφάνεια διαμορφωμένη από δυνάμεις εντελώς ξένες από εκείνες που διαμόρφωσαν την επιφάνεια της Γης.

Ελπίζαμε ότι τα δείγματα που επιστράφηκαν από το πλήρωμα του Apollo 11 θα παρείχαν στοιχεία που θα μπορούσαν να διευθετήσουν τη συζήτηση μια για πάντα.

Λίμνες λάβας

Τη νύχτα πριν από την έκρηξη του Apollo 11 για να ξεκινήσει το ταξίδι του προς τη Σελήνη, η αμερικανική τηλεόραση μετέδωσε ζωντανή συζήτηση μεταξύ γεωλόγων σχετικά με το εάν οι σεληνιακοί κρατήρες ήταν ηφαιστειακές καλδέρες ή χαρακτηριστικά πρόσκρουσης. Σχετική με αυτό ήταν η συζήτηση που μαίνεται για το πόσο παλιά ήταν η σεληνιακή επιφάνεια.

Οι περισσότεροι γεωλόγοι πίστευαν ότι ήταν εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών, σύμφωνα με την ηλικία του εδάφους της Γης. Μόνο μια μειοψηφία υποστήριξε ότι η επιφάνεια ήταν αρχέγονη, χρονολογούμενη από την εποχή του σχηματισμού των πλανητών. Ορισμένοι ερευνητές της Σελήνης υπέθεσαν ακόμη ότι οι ελικοειδής σεληνιακός κύλινδρος - τα μακριά, στενά κανάλια στην επιφάνεια της Σελήνης - μπορεί να αποτελούν απόδειξη για αρχαίους ποταμούς.

Αυτό ήταν το υπόβαθρο στο οποίο το Apollo 11 παρέδωσε 22 κιλά σεληνιακών πετρωμάτων που συγκεντρώθηκαν από τη Θάλασσα της Ηρεμίας. Ένα από τα πρώτα ευρήματα από την ανάλυση των δειγμάτων ήταν ότι ο κύριος τύπος βράχου στη συλλογή ήταν ο βασάλτης, ένα ηφαιστειακό πέτρωμα παρόμοιο με τους βασάλτες στη Γη. Εδώ υπήρχε βέβαιη απόδειξη ότι οι σκοτεινές σεληνιακές θάλασσες ήταν λίμνες λάβας.

Όμως, φωλιασμένοι σε όλα τα μικρά θραύσματα βράχου, οι επιστήμονες βρήκαν επίσης μερικά ανοιχτόχρωμα δείγματα ανορθοσίτου – ενός τύπου βράχου που αποτελείται κυρίως από πλούσιο σε ασβέστιο άστριο, που δεν προβλεπόταν ότι θα βρισκόταν στη Σελήνη. Το χρώμα υποδηλώνει ότι αυτά τα λίγα θραύσματα είχαν προέλθει από τα σεληνιακά υψίπεδα, σε μεγάλη απόσταση.

Ο ανορθοσίτης είναι σχετικά σπάνιος στη Γη και ο τεράστιος όγκος αυτού του βράχου απλωμένος στο μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας της Σελήνης φαινόταν πολύ περίεργος. Η κατάσταση απαιτούσε μια ριζοσπαστική ιδέα για να το εξηγήσει και μια δόθηκε από τον καθηγητή John Wood, τότε πλανητικό επιστήμονα στο Smithsonian Astrophysical Observatory.

Η υπόθεσή του το 1970 βασίστηκε σε προηγούμενες θεωρίες ότι η Σελήνη σχηματίστηκε από μια σύγκρουση μεταξύ της νεαρής Γης και ενός σώματος στο μέγεθος του Άρη – μια ιδέα που έχει αντέξει στη δοκιμασία του χρόνου. Ο καθηγητής Wood πρότεινε ότι καθώς το υλικό συγκεντρώθηκε για να σχηματίσει τη Σελήνη, συσσωρεύτηκε τόση θερμότητα που ολόκληρη η επιφάνειά του καλύφθηκε από έναν παγκόσμιο ωκεανό μάγματος βάθους 100 χιλιομέτρων.

Σε αυτό το λιωμένο πέτρωμα, οι ελαφρύτεροι άστριοι ανέβηκαν στην επιφάνεια για να σχηματίσουν μια κρούστα ανορθοσίτη, η οποία ψύχθηκε αργά για να γίνει τα ανοιχτόχρωμα σεληνιακά υψίπεδα. Η ιδέα του ωκεανού του μάγματος ήταν νέα, αλλά τώρα είναι ευρέως αποδεκτή ως πρώιμο στάδιο στο σχηματισμό όλων των επίγειων πλανητών, συμπεριλαμβανομένης της Γης.

Αρχαία και αμετάβλητη

Η συλλογή δειγμάτων περιελάμβανε επίσης πετρώματα από θραύσματα που είχαν λιώσει μεταξύ τους από τη θερμότητα από τις κρούσεις αστεροειδών και μετεωριτών. Γνωστά ως μπρέτσιες, μαρτυρούν τον έντονο βομβαρδισμό που υπέστη η σεληνιακή επιφάνεια κατά τη διάρκεια της ιστορίας της.

Όλα τα δείγματα έδειξαν ότι η Σελήνη ήταν ξηρή και άψυχη, χωρίς οργανικές ενώσεις. Τα δείγματα του Apollo 11 ήταν επίσης καθοριστικά για τη χρονολόγηση της σεληνιακής επιφάνειας. Οι γεωλόγοι είχαν συμπεράνει ότι τμήματα της επιφάνειας με πιο πυκνούς κρατήρες ήταν παλαιότερα, αλλά δεν υπήρχε τρόπος να γνωρίζουμε πόσο παλιά.

Όταν τα δείγματα σεληνιακού βασάλτη βρέθηκαν να είναι ηλικίας 3,6 δισεκατομμυρίων ετών, οι γεωλόγοι συνειδητοποίησαν ότι ακόμη και τα νεότερα τμήματα της σεληνιακής επιφάνειας ήταν πολύ παλαιότερα από τα παλαιότερα υπάρχοντα επιφανειακά χαρακτηριστικά στη Γη (πιστεύεται ότι ήταν η έρημος Negev στο Ισραήλ, η οποία πιστεύεται ότι βρίσκεται στη σημερινή του κατάσταση για περίπου 1,8 εκατομμύρια χρόνια).

Οι επιστήμονες υπολογίζουν τώρα ότι το 80 τοις εκατό των όσων γνωρίζουμε για τη Σελήνη προήλθε από τα δείγματα του Apollo 11. Και τα ευρήματα προχώρησαν παραπέρα, έχοντας τεράστιο αντίκτυπο στις ιδέες για την πρώιμη ιστορία της Γης και το σχηματισμό του Ηλιακού Συστήματος.

Ακολουθήστε το Science Focus στο Twitter, το Facebook, το Instagram και Flipboard