Próbki Apollo 17 pokazują, że Księżyc jest o 40 milionów lat starszy, niż wcześniej sądzono

Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Eksploruj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
—

Pył księżycowy zebrany przez astronautów Apollo 17 w latach 70. XX wieku ujawnił, że Księżyc jest o 40 milionów lat starszy, niż wcześniej sądzono.

Po wylądowaniu na Księżycu 11 grudnia 1972 roku astronauci NASA Eugene Cernan i Harrison Schmidt zebrali skały i pył z powierzchni Księżyca. Nowa analiza tej próbki ujawniła kryształy cyrkonu i określiła jej wiek na 4,46 miliarda lat. Poprzednie szacunki wskazują, że wiek Księżyca, który powstał w wyniku masywnego zderzenia ciał niebieskich, wynosi 4,425 miliarda lat.

Wyniki opublikowano w poniedziałek w czasopiśmie Listy dotyczące perspektyw geochemicznych.

„Te kryształy to najstarsze znane ciała stałe, które powstały po gigantycznym uderzeniu. Ponieważ znamy wiek tych kryształów” – Philip Heck, starszy autor badania i Robert A. Pritzker, kustosz Wydziału Meteorytów i Studiów Polarnych w Uniwersytecie im. Field Museum of Natural History w Chicago, jak stwierdziło w raporcie, służy jako kotwica dla chronologii księżycowej.” Oświadczenie.

Początki naszego Układu Słonecznego – kiedy Ziemia wciąż się formowała i powiększała – były chaotyczne, a obiekty skaliste często zderzały się w przestrzeni. Według naukowców w tym okresie ponad 4 miliardy lat temu obiekt wielkości Marsa zderzył się z Ziemią, wyrzucając duży kawałek skały, który stał się Księżycem. Jednak uczeni mieli trudności z dokładnym określeniem daty tego kluczowego wydarzenia.

Energia powstająca w wyniku zderzenia obiektu wielkości Marsa z Ziemią stopiła skały, które ostatecznie utworzyły powierzchnię Księżyca.

„Kiedy powierzchnia została stopiona w ten sposób, kryształy cyrkonu nie były w stanie uformować się i przetrwać” – powiedział Heck, który jest także starszym dyrektorem muzealnego Centrum Badań Integracyjnych Negaunee i profesorem na Wydziale Nauk Geofizycznych uniwersytetu z Chicago. „Powstał po ostygnięciu księżycowego oceanu magmy”.

„W przeciwnym razie stopiłyby się, a ich sygnatura chemiczna zostałaby usunięta”.

Poprzednie badania przeprowadzone przez współautora badania Bidonga Zhanga, pracownika badawczego na Wydziale Nauk o Ziemi, Planetach i Kosmosie Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, sugerowały, że określenie wieku kryształów w pyle księżycowym może ujawnić rzeczywisty wiek Księżyca , Dobrze.

Zhang i jego koleżanka Audrey Bouvier, profesor eksperymentalnych nauk planetarnych na Uniwersytecie w Bayreuth w Niemczech, zwrócili się do Hecka i głównej autorki badania Jenniki Greer, pracownik naukowy w dziedzinie nauk o Ziemi na Uniwersytecie w Glasgow, aby przyjrzeć się kryształom w nanoskali za pomocą zaawansowana technika. Aby określić jego skład chemiczny i określić wiek księżyca.

Według autorów badania badania te stanowią pierwsze w historii zastosowanie metody analitycznej do datowania kryształów przy użyciu tomografii z sondą atomową i zostały przeprowadzone przy użyciu instrumentów na Uniwersytecie Northwestern w Evanston w stanie Illinois.

„W tomografii z sondą atomową zaczynamy od naostrzenia kawałka próbki Księżyca do bardzo ostrej końcówki za pomocą mikroskopu ze skupioną wiązką jonów, co przypomina bardzo wymyślną temperówkę” – powiedziała Greer, doktorantka w Field Museum . oraz na Uniwersytecie w Chicago, kiedy pracowałem nad badaniem. „Następnie używamy laserów ultrafioletowych do odparowania atomów z powierzchni tej końcówki. Atomy przemieszczają się przez spektrometr mas, a prędkość, jaką się poruszają, mówi nam, jak bardzo są ciężkie, co z kolei mówi nam, z czego te atomy są zbudowane.”

Analiza wykazała liczbę atomów uranu obecnych wewnątrz kryształów cyrkonu, które uległy rozpadowi radioaktywnemu. Pierwiastki mogą się przekształcać, jeśli ich atomy mają niestabilną konfigurację protonów i neutronów, co powoduje rozpad niektórych z nich, podobnie jak uran rozpada się na ołów. Śledząc czas trwania tego procesu, naukowcy mogą określić wiek czegoś, porównując stosunek atomów uranu do ołowiu.

„Datowanie radiometryczne działa trochę jak klepsydra” – powiedział Heck. „W klepsydrze piasek przepływa z jednej szklanej bańki do drugiej, a upływ czasu wskazuje na nagromadzenie się piasku w dolnej bańce. Datowanie radioaktywne działa podobnie, zliczając liczbę atomów macierzystych i liczbę atomów potomnych, które przekształciły Można wówczas obliczyć upływ czasu, ponieważ znana jest szybkość transformacji.

Zespół badawczy wykorzystał izotopy ołowiu znalezione w próbce pyłu księżycowego, aby ustalić, że kryształy miały 4,46 miliarda lat, co wskazuje, że Księżyc musi mieć co najmniej tyle lat.

„To niesamowite, że możemy uzyskać dowody na to, że skała, w której się znajduje, jest najstarszą częścią Księżyca, jaką dotychczas odkryliśmy” – powiedział Greer. „To punkt łączący w wielu pytaniach na temat Ziemi. Znając wiek czegoś, możesz lepiej zrozumieć, co przydarzyło się temu w jego historii. ”

Chociaż próbki Księżyca wróciły na Ziemię ponad 50 lat temu, opracowanie technologii potrzebnej do przeprowadzenia tak szczegółowej analizy kryształów zajęło dużo czasu. Dlatego NASA czekała Odkryj kilka dziewiczych okazów Gromadzone były od czasów Apolla aż do ostatnich lat, umożliwiając dalszy wgląd w naturalny księżyc naszej planety przy użyciu najbardziej zaawansowanych metod.

„Księżyc jest ważnym partnerem w naszym układzie planetarnym” – powiedział Heck. „Stabilizuje oś obrotu Ziemi, dlatego doba ma 24 godziny i dlatego występują pływy. Gdyby nie Księżyc, życie na Ziemi wyglądałoby inaczej. To część naszego naturalnego systemu, w którym żyjemy. chcą lepiej zrozumieć, a nasze badanie stanowi mały element układanki w całym obrazie.