Εξερευνώντας την κατανομή του σιδήρου της Σελήνης
Το φεγγάρι θεωρείται ότι γνώρισε έναν ωκεανό μάγμα, με τήξη ολόκληρου του σώματος. Η διαφοροποίηση και η κρυστάλλωση του τήγματος σχημάτισε το σημερινό φλοιό φεγγάρι. Οι μεγάλες στοιχειακές αφθονίες στη σεληνιακή επιφάνεια παρέχουν γεωλογικούς περιορισμούς όχι μόνο στις σημερινές συνθέσεις του φλοιού και του μανδύα αλλά και στην αρχική σύνθεση του ωκεανού μάγματος και στην ιστορία της εξέλιξής του.
Συγκεκριμένα, η αφθονία σιδήρου ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό στη διαδικασία κρυστάλλωσης των ωκεανών μάγματος. Λάβαμε έναν παγκόσμιο χάρτη από σεληνιακό σίδηρο από τα αποτελέσματα παρατήρησης του Φασματομέτρου ακτίνων γάμμα Kaguya (KGRS).
Η φασματοσκοπία ακτίνων γάμμα είναι μια μοναδική τεχνική για την άμεση μέτρηση της αφθονίας των στοιχείων. Ένα από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του KGRS είναι η εξαιρετική ενεργειακή ανάλυση. Η ενεργειακή ανάλυση επιτρέπει την ακριβή παραγωγή στοιχειακής αφθονίας με ανάλυση προσαρμογής κορυφής του πολύπλοκου φάσματος ακτίνων γάμμα. Μια σύγκριση των ενεργειακών φασμάτων που ελήφθησαν από το KGRS και το GRS στην προηγούμενη αποστολή Lunar Prospector φαίνεται στο Σχ. 1.
Η αφθονία σιδήρου που λαμβάνεται από το KGRS γίνεται γενικά χαμηλή στη βόρεια μακρινή περιοχή και υψηλή στην κοντινή περιοχή, όπως φαίνεται στο Σχ. 2. Δείχνει ένα πολύ χαμηλό όριο ανίχνευσης ~3-4 wt% FeO, ενώ οι μετρήσεις ακτίνων γάμμα πέσει κάτω από το όριο ανίχνευσης σε περιοχές με χαμηλό σίδηρο. Τα εικονοστοιχεία σε τέτοιες περιοχές συμπληρώνονται με μαύρο χρώμα. Αυτή η κατώτερη οριακή τιμή έχει βελτιωθεί από εκείνη του Lunar Prospector GRS και τώρα είναι πάνω από 4 wt%. Η χρήση συνόλων δεδομένων υψηλής ενεργειακής ανάλυσης KGRS επιτρέπει την ακριβή μέτρηση του σιδήρου με υψηλή ακρίβεια. Από την άλλη πλευρά, οι δύο κατανομές αφθονίας σιδήρου δείχνουν καλή συμφωνία σε περιοχές με μέτρια-υψηλή αφθονία σιδήρου (> 6% κατά βάρος). Επομένως, έχουμε δώσει προσοχή σε ορισμένα γεωλογικά χαρακτηριστικά με χαμηλή-μέτρια αφθονία σιδήρου.
Η αφθονία σιδήρου σε τέτοιες περιοχές παρέχει ορισμένες γεωλογικές επιπτώσεις που δεν έχουν παρατηρηθεί σε προηγούμενες έρευνες. Τυπικά υψηλές αφθονίες σιδήρου στο Mare Ingenii και γύρω από την κεντρική κοιλότητα της λεκάνης του Νότιου Πόλου-Aitken (SPA) είναι ορατές. Διαπιστώθηκε ότι η έκρηξη βασάλτη που περιείχε πολύ σίδηρο συνέβη ως αποτέλεσμα της πρόσκρουσης της λεκάνης Ingenii στον αραιωμένο φλοιό από την προηγούμενη πρόσκρουση της λεκάνης του Νότιου Πόλου-Aitken. Αυτά τα γεγονότα μπορεί να υποδηλώνουν κάποιες εξελικτικές ιστορίες στην σεληνιακή μακρινή πλευρά, οι οποίες θα πρέπει να συζητηθούν συνδυάζοντας άλλες στοιχειακές κατανομές σε αυτήν την περιοχή.
Μεγάλη αφθονία σιδήρου έχει παρατηρηθεί στο Mare Orientale, αν και πέφτει κάτω από το όριο ανίχνευσης στους πολλαπλούς δακτυλίους της λεκάνης. Αυτά τα αποτελέσματα υποστηρίζουν τη βασαλτική σύνθεση στην περιοχή της φοράδας και τα υλικά που κυριαρχούνται από ανορθοσίτη με πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο στην περιοχή πολλαπλών δακτυλίων. Από την άλλη πλευρά, η εκτίναξη κρούσης του Orientale με βασαλτικά υλικά δεν υπάρχει, αν και μια προηγούμενη παρατήρηση ακτίνων γάμμα από την αποστολή Chang'E-2 πρότεινε την εκτίναξη. Μπορεί να είναι λάθος εντοπισμός λόγω τυπικού φόντου του ανιχνευτή τους.
Ο σιδερένιος χάρτης KGRS δείχνει 8-9 wt% FeO στον κρατήρα Tycho, το οποίο δεν παρατηρήθηκε από το Lunar Prospector GRS. Αυτό το περιεχόμενο ευθυγραμμίζεται με το επιστρεφόμενο δείγμα του Apollo16 που αποδίδεται στην εκτίναξη πρόσκρουσης Tycho. Ο κρατήρας Tycho υποτίθεται ότι αποτελείται από μαφικά υλικά που προέρχονται από το τήγμα κρούσης.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Iron distribution of the Moon observed by the Kaguya gamma-ray spectrometer:Geological implications for the South Pole-Aitken basin, the Orientale basin, and the Tycho crater, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Icarus . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Masayuki Naito, Nobuyuki Hasebe, Hiroshi Nagaoka και Eido Shibamura από το Πανεπιστήμιο Waseda, Makiko Ohtake από την Japan Aerospace Exploration Agency, Kyeong Ja Kim από το Ινστιτούτο Γεωεπιστημών και Ορυκτών της Κορέας, Christian Wöhler από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ντόρτμουντ. Alexey A. Berexhnoy από το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας.
