Starověký měsíc měl atmosféru vyrobenou z kouře sopky

Zhruba před 3, 5 miliardami let obrovské sopky uvolnily dostatek plynu, aby pokryly Měsíc tenkou atmosférou, která byla viditelná ze Země.

Tento obrázek ukazuje Měsíc, dívající se přes Imbrium Basin, jak sopky chrlily lávu a plyny a vytvářely viditelnou atmosféru.
Kredit: NASA MSFC

Jsme zvyklí si představit Měsíc jako tiché místo „velkolepé pustiny“, jeho světský mír narušený pouze občasným dopadem meteoritu nebo vzácným přistáním pozemských kosmických lodí. Ale před 3 nebo 4 miliardami let to mohlo vypadat úplně jinak.

Po vytvoření asi před 4, 5 miliardami let byl starověký měsíc stále chladný a geologicky aktivní. Ve velkém měřítku sopečné výbuchy chrlily lávu a vyplňovaly obrovské pánve, aby vytvořily marii (latina pro moře), tmavší oblasti, které můžeme pouhým okem vidět.

Nová studie publikovaná v Zemských a planetárních vědních dopisech odhaluje, že intenzivní vulkanismus Měsíce mohl uvolnit velké množství plynu rychlým tempem, dost na to, aby zakryl satelit s tenkou atmosférou, která přežila miliony let, než se ztratila ve vesmíru. .

"Terén by vypadal jako moře zářící roztavené horniny, s místy tmavší a chladnější horniny vytvářejícími zlomenou kůru na vrcholu lávy vystavené vyvíjející se atmosféře, " říká Debra Needham (NASA Marshall Space Flight Center), autor nové studie. "Atmosféra by byla s největší pravděpodobností nahnědlá nažloutlá mlha, kvůli koncentraci síry, která by byla viditelná ze Země."

Vědci použili aktualizovaná měření prodloužení a hloubky měsíční marie, získané lunárními misemi, jako je GRAIL, LRO a Moon Mineralogy Mapper, pro stanovení objemu lávy uvolněné během erupcí. Spojili tyto informace s laboratorními analýzami lunárních hornin shromážděných během misí Apollo. Měřením množství těkavých látek - látek náchylných k úniku ve formě plynu - stále uvězněných v těchto horninách, vědci odhadli, kolik plynu uniklo do atmosféry.

Needham zjistil, že během erupcí vytvářejících marii by mělo být vypuštěno také velké množství plynu. Odhaduje, že během vrcholu sopečné činnosti, zhruba před 3, 5 miliardami let, mohla být lunární atmosféra až 1, 5krát silnější než atmosféra současného Marsu a dosáhnout povrchového tlaku 0, 01 atmosféry nebo 1% atmosférického tlaku Země. tlak na hladinu moře.

Takové podmínky mohly trvat až 70 milionů let. Když se interiér Měsíce ochladil a jeho vulkanická aktivita klesla, přestal chrlit plyny. Nízká gravitace nedokázala udržet nově vytvořenou atmosféru a byla ztracena do vesmíru.

Mokrá atmosféra?

Needham a kolega David Kring (USRA) také odhadují, že dobrá část přechodné atmosféry Měsíce by mohla být voda. Sopky mohly vypustit až dvojnásobek objemu vody u jezera Tahoe a ačkoli většina z toho byla pravděpodobně ztracena do vesmíru, některá ložiska by mohla přežít na měsíčním povrchu, zejména ve stinných oblastech směrem k pólu.

Nové výsledky však neznamenají, že na povrchu Měsíce je více vody, než se dříve myslelo. Vědci již vědí, že v zastíněných oblastech poblíž měsíčních pólů se vyskytují ložiska bohatá na vodík - pravděpodobně voda. Většina vědců se však domnívala, že byla přivedena na povrch pomocí vnějších zdrojů, jako jsou asteroidy, komety nebo sluneční vítr. Nová zjištění naznačují, že alespoň část polární vody mohla pocházet z místních zdrojů, sopečné erupce ji čerpaly z hloubek samotného Měsíce.

Tento výzkum maluje jiný obrázek našeho jediného satelitu, obvykle viděný jako hornina neaktivní od začátku sluneční soustavy. Může to mít také některé praktické důsledky pro budoucí mise s posádkou.

Vzorky hornin, jako jsou tyto sklovité granule, byly shromážděny z měsíčního povrchu počátkem 70. let misí Apollo. Při pohledu na těkavé látky zachycené v nich mohou vědci určit, kolik plynu uniklo do atmosféry během sopečných erupcí.

"Pochopením jejich původu můžeme získat náhled na to, jak jsou tyto těkavé materiály distribuovány v zemi, ať už jsou na povrchu v soudržné, čisté vrstvě nebo v hloubce ve skvrnách špinavého ledu, " říká Needham.

Podle Saxena Prabal (NASA Goddard Space Flight Center), která se této studie nezúčastnila, je stále více zřejmé, že starověký lunární povrch a atmosféra byly dynamičtější, než se kdysi myslelo. Prabal cituje nedávný výzkum, který ukázal, že Měsíc byl kdysi magneticky aktivní a jeho magnetické pole mohlo ovlivnit i přechodnou atmosféru. Mohlo to ovlivnit to, jak byly těkavé látky transportovány, ztraceny nebo ukládány v celé měsíční geografii.

Hledání vrstev atmosférického materiálu v měsíčních skalách pomáhá malovat obrázek o vývoji měsíční atmosféry, říká Prabal. Koneckonců, mnoho pohledů na lunární minulost by stále mohlo ležet pohřbené ve skalách přivedených zpět na Zemi misemi Apolla, které vzlétly naposledy před téměř 45 lety, v prosinci 1972.

Reference: Needham et al. „Lunární vulkanismus vytvořil kolem starobylého měsíce přechodnou atmosféru.“ Dopis o Zemi a planetární vědě. 25. září 2017.


Prozkoumejte Měsíc sami pomocí našich Měsíčních koulí.