Chang’e-5 betekende een grote stap voorwaarts voor China’s maanprogramma, aangezien het de eerste missie van het land was om monsters naar de aarde terug te sturen. Nu zijn de resultaten van het dateren van de monsters binnen, en het is duidelijk dat, hoewel de afzettingen oud zijn, ze jong genoeg zijn om een ​​beetje vreemd te zijn.

China heeft nu met succes verschillende sondes en rovers op het maanoppervlak geland als onderdeel van een groter verkenningsprogramma. Chang’e 5 vertegenwoordigde de volgende stap, omdat het een boormachine had om ondergrondse monsters te verkrijgen en een retourvoertuig dat ze terug naar de aarde kon brengen. Het ruimtevaartuig is bijna twee jaar geleden met succes geland en een paar weken later keerde het ongeveer 2 kilogram rots vanaf de maan terug naar de aarde.

China heeft het voordeel van tientallen jaren aan kennis die is opgedaan sinds de Apollo-missies, samen met een groter theoretisch begrip van de vorming van de maan. En het koos zorgvuldig de landingsplaats van Chang’e 5 uit, een grote vulkanische afzetting genaamd Oceanus Procellarum, waarvan wordt aangenomen dat het een van de jongere gebieden van het maanoppervlak is. Maar “jonger” beslaat veel terrein, aangezien schattingen op basis van het aantal kraters varieerden van 3,2 miljard jaar oud tot slechts 1,2 miljard.

Het krijgen van een precieze leeftijd op de aanbetaling zou een aantal voordelen opleveren. Om te beginnen presenteert de maan een “klok” voor de kratervorming van ons hele zonnestelsel. Het is de enige plaats waar we kratertellingen kunnen vergelijken met leeftijden die zijn verkregen uit gesteentemonsters; we gebruiken die cijfers vervolgens om leeftijden op andere lichamen te zetten op basis van hun kratertellingen. Het datumbereik voor de landingsplaats van de Chang’e 5 omvat perioden waarvoor we geen data hebben van radioactief verval.

Als we bovendien begrijpen wanneer de maan vulkanisch actief was om grote afzettingen zoals de Oceanus Procellarum te produceren, kunnen we nauwkeurigere modellen maken van de vorming en evolutie van de maan. Voor vulkanische activiteit is warmte nodig, en die warmte komt van een combinatie van de vorming en samenstelling van het lichaam, waaronder radioactieve isotopen die extra warmte produceren.

De monsters die voor het nieuwe onderzoek werden gebruikt, waren opmerkelijk klein: twee kubussen, elk ongeveer drie tot vier millimeter per kant. Toch bevatte dat kleine volume een opmerkelijke mix van mineralen (clinopyroxeen, plagioklaas, olivijn, kwarts, cristobaliet en ilmeniet verschijnen allemaal). De bulksamenstelling is echter consistent met andere vulkanische afzettingen op de maan, en de meeste verschillen tussen de twee monsters kunnen worden toegeschreven aan de snelheid waarmee ze afkoelden.

Het onderzoeksteam, dat een grote internationale samenwerking vertegenwoordigt, gebruikte loodisotopen om de datums voor meerdere locaties binnen elk monster te schatten. (Vulkanische gesteenten bevatten vaak materialen die op verschillende tijdstippen stolden en daarom een ​​reeks leeftijden kunnen produceren.) De resultaten geven aan dat een van de monsters 1.893 – 0.280 miljard jaar oud en 1.966 – 0.059 miljard jaar oud was. Het combineren van alle gegevens van beide monsters levert een leeftijd op van 1,963 ± 0,059 miljard jaar.

Het goede nieuws is dat alle onzekerheidsbereiken elkaar overlappen. En hoewel radioactieve dating door sommige factoren kan worden vertekend, zijn er geen aanwijzingen dat die factoren hier een rol spelen. Er is geen teken van besmetting door ander materiaal, aanwezig op de uitbarstingsplaats of daar geplaatst door nabije inslagen.

De algehele samenstelling kwam goed overeen met teledetectie die zowel vanuit een baan om de aarde werd gedaan als door de hardware die China landde. Dus over het algemeen is er bewijs dat de hele Oceanus Procellarum waarschijnlijk ongeveer twee miljard jaar geleden werd afgezet.

Als het gaat om de kraterklok van het zonnestelsel, regeert de nieuwe datum voor de Oceanus Procellarum een ​​paar voorgestelde chronologieën, omdat het minder effecten aangeeft sinds de vorming ervan dan die chronologieën hadden voorspeld. Andere modellen komen echter overeen met de datum, dus de gegevens vereisen geen grote herzieningen.

De grotere verrassing zit hem in het verklaren van de evolutie van de maan. De leeftijd “impliceert dat bijna 2.000 kubieke kilometer basaltmagma bijna 1 miljard jaar later bij de landingsplaats uitbarstte dan de plaatsing van eerder gemeten maanbasalt.” Als deze data de afzetting als geheel vertegenwoordigen, had de maan een actiever vulkanisme dan we anders zouden verwachten.

In andere delen van de maan worden jongere vulkanische afzettingen geassocieerd met elementen zoals kalium en thorium, die warmte leveren door radioactief verval. De aanwezigheid van deze elementen leek suggestief, omdat het erop zou kunnen wijzen dat een hogere radioactiviteit de warmte leverde die nodig was om dingen later gesmolten te houden. De monsters die door Chang’e 5 zijn verkregen, bevatten ook hogere niveaus van deze radioactieve elementen, maar niet hoger dan andere vulkanische afzettingen, dus het idee dat er een lineair verband bestaat tussen radioactiviteit en ouderdom van vulkanisme houdt geen stand.

We blijven daarom met nogal wat onzekerheid achter over hoe de maan erin slaagde om dergelijke grootschalige uitbarstingen zo laat in haar geschiedenis te ondersteunen. Later kwamen duidelijk kleinere uitbarstingen voor, veroorzaakt door lokale variaties in gebieden waar heet materiaal vastzat. Maar het is niet duidelijk of deze processen zoiets als de Oceanus Procellarum-uitbarstingen zouden kunnen ondersteunen.

Wetenschap, 2021. DOI: 10.1126/science.abl7957 (Over DOI’s).

By Admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *