Månens största och äldsta nedslagskrater har sannolikt inte mineraler från under månskorpan på sin yta, komplicerar en teori om att en forntida massiv nedslagshändelse genomborrade månskorpan under kraterns bildning, finner en ny studie.

En studie som publicerades tidigare i år analyserade hur månens material reflekterar ljus för att fastställa att en bassängbildande inverkan som bildade en gammal massiv krater, Sydpolen-Aitken-bassängen, orsakade mineraler från djupt inuti månens mantel att spränga månens yta. Om mantelmaterial bröt mot månskorpan, Att studera dem kan ge betydande ledtrådar om månens historia.

Nu, ny forskning i AGU-tidskriften Geofysiska forskningsbrev granskade samma data på nytt, förvärvad av den kinesiska rymdfarkosten Chang'E 4:s rover, som landade i kratern i januari 2019. Den nya studien finner att kraterns skorpa huvudsakligen består av ett vanligt månskorpsmineral som inte upptäckts i tidigare analyser. De nya resultaten tyder på att bassänggolvet kanske inte har exponerat månmantelmaterial som tidigare rapporterats.

"Vi ser inte mantelmaterialet vid landningsplatsen som förväntat, " sa Hao Zhang, en planetforskare vid China University of Geosciences, Wuhan, Kina, och en medförfattare till den nya studien.

Den nya studien komplicerar teorier om hur de äldsta, den största kratern på månen bildades, lägga till kunskapen om månens historia.

Dejta Sydpolen-Aitken-bassängen

Sydpolen-Aitken-bassängen anses vara en av de största kratrarna i solsystemet och den äldsta på månen. Bassängen är 2, 500 kilometer (1, 553 miles) i diameter och löper ungefär 13 kilometer (8 miles) djupt. Bassängen ligger på månens bortre sida, det gåtfulla området som vetter bort från jorden. Den var orörd tills Chang'E 4 landade i kratern i januari 2019.

Även om forskare inte radiometriskt har daterat bassängens ålder än, vissa uppskattningar gör att den bildades för 4,2 miljarder år sedan.

Forskare teoretiserade att den sydpol-Aitken-bassängbildande händelsen bröt månskorpan, på grund av hur djup bassängen är idag. Crustal topografiska kartor uppskattar att skorpan bara sträcker sig 30 kilometer (19 miles) under kratern, medan resten av månskorpan är 40 kilometer (25 miles) tjock i genomsnitt.

Månen var en gång täckt av smält magmahav. Över tid, dessa kyldes och separerades i skorpa och mantellager som kännetecknas av många egenskaper, inklusive deras mineralsammansättning. Clinopyroxen, ortopyroxen, och olivin är alla mineraler associerade med månens mantel. De dyker upp ibland på månens yta, men stora koncentrationer av dem i en region kunde signalera att manteln en gång punkterade skorpan.

Testa skorpans sammansättning

Spektroskopi är studien av hur materia interagerar med ljus. Mineraler absorberar specifika våglängder av ljus och färg, vilket ger dem unika signaturer. Astrofysiker utför olika typer av spektroskopi för att bestämma sammansättningen och koncentrationen av olika material på planetariska kroppar och deras regioner, baserat på dessa unika signaturer.

Tidigare forskning publicerad i maj i tidskriften Natur hittade koncentrationer av klinopyroxen, ortopyroxen, och olivin i kratern – mängder som är tillräckligt höga för att till synes bekräfta teorin om att manteln en gång hade brutit mot skorpan. De Natur studien analyserade spektroskopiska markdata från Chang'E 4 och bearbetade data med hjälp av en serie funktioner. Denna process gjorde det möjligt för dem att identifiera det matematiskt bäst passande mineralet för var och ens spektrasammansättningar.

Zhang och hans kollegor analyserade också spektroskopiska data som förvärvats av instrument på Chang'E 4:s rover efter att rymdfarkosten landade i kratern. De använde en teknik som jämförde roverns dokumenterade reflektioner av ljus och färg från månens yta med en databas med kända mineraler. Databasen stod för mineralernas partikelstorlek, hur mineralerna interagerar med ljus, och hur de reagerar på rymdvittring – förändringar av markytan orsakade av solvindstrålning och bombardement från små partiklar som månens yta upplever.

Denna annorlunda process gjorde det möjligt för forskarna att upptäcka och mäta mängden plagioklas i kratern. Plagioklas är ett mineral skapat från kylande lava. Det är också en av de vanligaste stenarna på månens yta. Resultaten visade att plagioklas utgjorde 56-72% av kraterns sammansättning, vilket gör det till majoritetsmineral. Den höga koncentrationen av plagioklas tyder på att månskorpan inte genomborrades av en forntida nedslag.

Den nya studien fann också att landningsplatsen på kratern hade koncentrationer av 9-28% ortopyroxen, 4-19% klinopyroxen, och 2-12% olivin. Även om de tre mineralerna finns i bassängen, de är inte närvarande i tillräckligt höga mängder för att bevisa en nedslagshändelse när jordskorpan bröts, enligt studiens författare.

Den nya studien komplicerar säkerheten för tidigare fynd och pekar mot ett behov av fortsatt forskning på den bortre sidans månyta, enligt Zhang.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.