Rychle roztavené sklo z mise Chang´e–5 odhaluje vysoké hladiny železa na Měsíci

Možná se to tak nezdá, ale Měsíc je neustále pískován a zároveň vypalován. Absence jeho atmosféry umožňuje mikrometeoritům narážet na povrch vysokou rychlostí a ani sluneční vítr není zadržován, vypaluje regolit neustálým proudem vysokoenergetických částic. Tyto procesy pohánějí to, čemu se říká „vesmírné zvětrávání“, a to může v průběhu miliard let drasticky změnit fyzikální a chemické vlastnosti měsíční prachu. Konečně získáváme lepší představu o tom, co to znamená v praxi, a to díky dvěma novým článkům od výzkumníků z Čínské akademie věd a Pekingské univerzity, kteří využili pokročilé elektronové tomografie a spektroskopické techniky k analýze vzorků dopravených na Zemi sondou Chang'e-5 z přivrácené strany Měsíce.

Konkrétně tyto techniky použili k nahlédnutí do mikroskopických kuliček impaktního skla – kapiček lunární půdy, které se při nárazu meteoritu bleskově roztavily a poté okamžitě ztuhly ve vesmírném vakuu. Tyto vzorky patří k nejzajímavějším na měsíčním povrchu, protože obsahují klíč k pochopení toho, co se děje v místě dopadu.

V jedné studii publikované v časopise JGR: Planets uvádějí, že tyto nárazy nejen roztaví horninu, ale spouštějí něco, čemu se říká nemísitelnost s křemičitanovou kapalinou. Pokud jste někdy protřepali lahev vinaigrette (kyselá zálivka) a sledovali, jak se olej a ocet okamžitě začínají oddělovat, viděli jste nemísitelnost v akci. Na Měsíci způsobuje bleskové tání horniny po dopadu meteoritu oddělení roztavených nanokapiček bohatých na železo od zbytku kapaliny bohaté na křemík. Když se toto téměř okamžitě „zchladí“, nanokapičky bohaté na železo se zmrazí na místě dříve, než se stihnou plně usadit nebo znovu smíchat.

Článek v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) šel ještě o krok dál. Pomocí elektronové tomografie vědci zrekonstruovali trojrozměrnou mapu železných částic uvnitř skořápky z impaktního skla.

V jednom malém, rekonstruovaném objemu napočítali přes 1 500 nanočástic železa o průměru pouze 3,4 nanometru. Také si všimli, že tyto částice byly rozprostřeny ve třech odlišných vrstvách. Existovaly vrstvy bohaté na síru, které obsahovaly větší, nepravidelné částice železa, jež vznikly samotným nárazem. Další vrstva obsahovala vysoké koncentrace menších částic, které vznikly disproporcionací – chemickou reakcí spuštěnou extrémním teplem, kdy se ionty železa současně oxidují a redukují na čisté kovové železo. Vnější vrstva skla byla více vystavena slunečnímu větru, což dokazují strukturální změny. Vědci odhadují, že čisté kovové železo může tvořit až 30 % některých z těchto vrstev.

Tato zjištění vysvětlují některé kuriózní rysy Měsíce – například proč se „zralá“ měsíční půda jeví našim satelitům tmavší a červenější. Ale možná nejvýznamnější dopad bude mít na využití zdrojů in situ. Dlouhodobý pobyt člověka na Měsíci bude vyžadovat spoustu železa k vybudování infrastruktury. Podle výzkumníků by až 7,1 % horniny v některých z těchto zralých oblastí s impaktním sklem mohlo tvořit čisté železo – mnohem více než uváděly předchozí odhady obsahu železa v horninách.

Existuje však spousta dalších vzorků – sonda Chang’e-6 již přivezla vzorky z odvrácené strany Měsíce, které dosud nebyly podrobeny tomuto typu analýzy. A s tím, jak se mise Artemis začínají rozjíždět, existuje možnost, že astronauti poprvé za 50 let přivezou skutečné měsíční horniny. Jistě budou analyzovány stejně pečlivě jako vzorky z Chang’e-5, ale teprve čas ukáže, zda se v úlomku lunárního skla neskrývají nějaká další tajemství.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/flash-melted-glass-from-change-5-reveals-a-high-levels-of-iron-on-the-moon

autor: František Martinek