Der Mondboden von Chang'e-5 enthüllt ein großes Geheimnis!

Auf der Grundlage der Untersuchung des Mondbodens von Chang'e-5 haben chinesische Wissenschaftler ein neues Modell der thermischen Entwicklung des Mondes vorgeschlagen und damit ein großes Rätsel gelöst, das die akademische Gemeinschaft beschäftigt: Warum gab es auf dem Mond vor zwei Milliarden Jahren noch immer vulkanische Aktivitäten ?

Dies ist ein schematisches Diagramm der Magma- und Wärmeentwicklung des Mondes in verschiedenen Zeiträumen (gezeichnet am 20. Oktober 2022). Bildquelle: Institut für Geologie und Geophysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Chen Yi, ein Forscher am Institut für Geologie und Geophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, stellte vor, dass der Mond vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstanden sei und seine Masse nur etwa 1 % der Erdmasse betrage. Bei einem so kleinen Himmelskörper hätte er theoretisch schnell abkühlen, seine vulkanische Aktivität sehr früh einstellen und zu einem „toten“ Planeten werden müssen.

Die Rückkehr von Mondbodenproben von Chang'e-5 hat einen neuen Boom in der Mondforschung ausgelöst. Im Oktober 2021 veröffentlichten chinesische Wissenschaftler drei Artikel in der Fachzeitschrift Nature, in denen sie enthüllten, dass die vulkanische Aktivität des Mondes bis vor zwei Milliarden Jahren angedauert haben könnte. Dies hat das menschliche Verständnis der Magmaaktivität und der Geschichte der thermischen Entwicklung des Mondes aufgefrischt.

Laut Experten ist Mondbasalt ein Gestein, das aus Magma besteht, das durch teilweises Schmelzen des Mondmantels (entspricht dem Erdmantel) entsteht, durch Vulkane ausbricht und dann auf der Mondoberfläche abkühlt und kristallisiert. Internationale Wissenschaftler haben zwei Hypothesen für das teilweise Schmelzen des sich kontinuierlich abkühlenden Mondmantels vorgeschlagen: Die eine besagt, dass radioaktive Elemente Wärme erzeugen, wodurch sich der Mondmantel erwärmt; Die andere Hypothese besagt, dass ein hoher Wassergehalt den Schmelzpunkt des Mondmantels senkt.

Allerdings ergaben Untersuchungen chinesischer Wissenschaftler am Chang'e-5-Basalt, dass die Quellregion des Mondmantels nicht reich an radioaktiven, wärmeerzeugenden Elementen und sehr „trocken“ ist, was die beiden oben genannten Hypothesen ausschließt . Warum die vulkanische Aktivität auf dem Mond so lange anhielt, ist daher in der neuen Runde der Mondforschung zu einem ungelösten Rätsel geworden.

Yuan Jiangyan, ein Ingenieur am Rasterelektronenmikroskop- und Elektronensondenlabor des Instituts für Geologie und Geophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, analysiert die Zusammensetzung des Mondbodens von Chang'e-5 (Foto aufgenommen am 14. Oktober 2022). Bildquelle: Institut für Geologie und Geophysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Um dieses Problem zu lösen, wählte das wissenschaftliche Forschungsteam unter der Leitung von Chen Yi 27 repräsentative Chang'e-5-Basaltgesteinssplitter aus und verwendete die neueste quantitative Rasterelektronenmikroskop-Technologie zur Energiespektrum-Scannung, um die Hauptbestandteile des gesamten Gesteins der Gesteinssplitter zu analysieren. In Kombination mit einer Reihe petrologischer und thermodynamischer Simulationsberechnungen gelang es ihnen, die ursprüngliche Magmazusammensetzung des Chang'e-5-Basalts wiederherzustellen und sie mit dem ursprünglichen Magma der Apollo-Proben zu vergleichen, um Rückschlüsse auf deren Ursprungstiefe und -temperatur zu ziehen.

Die Studie ergab, dass das ursprüngliche Magma des jungen Chang'e-5-Basalts im Vergleich zu den Apollo-Proben mehr Kalzium und Titan enthält, was darauf hindeutet, dass der Quellregion des Mondmantels des Chang'e-5-Basalts mehr kalzium- und titanreiche Materialien hinzugefügt wurden. Dieser Teil des Materials ist genau das Produkt der späten Kristallisation des Mondmagmaozeans und hat die Eigenschaft, schmelzbar zu sein. Seine Zugabe wird den Schmelzpunkt des Mondmantels deutlich senken und ein teilweises Schmelzen des Mondmantels zur Bildung von jungem Mondbasalt bewirken. Weitere Simulationsergebnisse zeigen, dass die Temperatur im Inneren des Mondes nach mehr als einer Milliarde Jahren kontinuierlicher Abkühlung nur um etwa 80 Grad Celsius gesunken ist.

Chen Yi sagte, die Studie zeige , dass, obwohl das Innere des Mondes weiterhin langsam abkühle, die im Spätstadium des Mondmagmaozeans kristallisierten schmelzbaren Komponenten kontinuierlich dem tiefen Mondmantel hinzugefügt würden, was nicht nur „Kalzium und Titan“ für den Mondmantel auffülle, sondern auch den Schmelzpunkt des Mondmantels senke, wodurch die langsam abkühlende Umgebung im Inneren des Mondes überwunden und eine langfristige kontinuierliche vulkanische Mondaktivität ausgelöst werde .

Die Ergebnisse wurden in der neuesten Ausgabe der amerikanischen Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua

Das Titelbild und die Bilder in diesem Artikel stammen aus der Copyright-Bibliothek

Die Vervielfältigung von Bildinhalten ist nicht gestattet