Historia Księżyca rozpoczęła się 4,5 mld lat temu. Wówczas w młodziutką Ziemię uderzyła niewielka planeta. Zderzenie sprawiło, że w kosmos poleciało mnóstwo roztopionych skał, gruzu i pyłu. Ta chmura szczątków pozostała na orbicie, utrzymywana tam przez grawitację planety.

Z czasem okruchy powstałe po kosmicznej katastrofie skleiły się ze sobą. Tak powstał Księżyc, naturalny ziemski satelita. 

Zagadki Księżyca

Większość naukowców zgadza się z takim opisem powstania Srebrnego Globu. Jednak diabeł tkwi w szczegółach. Sam proces formowania się najbliższego nam ciała niebieskiego kryje sporo niewiadomych. Naukowcy z University of Arizona spróbowali właśnie rzucić na nie nieco światła. 

Ich zdaniem w czasie powstawania Księżyc przeszedł zaskakującą przemianę. Dosłownie wywrócił się na lewą stronę. Jego zewnętrzne warstwy zatopiły się, a fragmenty wewnętrznych wypłynęły na powierzchnię. Jak do tego doszło?

Skarby z misji Apollo

Wiele z informacji, jakie posiadamy o niemowlęcym wieku Księżyca, pochodzi z jednego źródła. To okruchy księżycowych skał zebrane przez astronautów misji Apollo ok. 50 lat temu. Jak się okazało, księżycowe skały bazaltowe mają nietypową cechę – zawierają zaskakująco dużo związków tytanu. Co ciekawe, te wulkaniczne skały bogate w tytan znajdują się głównie po jasnej stronie Księżyca. 

Dlaczego właśnie tam? Naukowcy proponują następującą sekwencję zdarzeń, która wyjaśniałaby powyższe zagadki. Młody Księżyc był najprawdopodobniej pokryty gorącym oceanem magmy. W miarę jak stygł, skały na powierzchni utwardzały się. Jednak pod nią wnętrze satelity było dalekie od równowagi. Resztki magmy zastygały tam, dając początek ilmenitowi – minerałowi zawierającemu tlenki żelaza i tytanu.

Skały zwierające ten minerał były gęstsze niż płaszcz pod nimi. W kolejnych tysiącleciach zaczęły się w nim zapadać. Mieszały się z płaszczem i topiły. Następnie zaś w niektórych miejscach powróciły na powierzchnię jako bogate w tytan bazalty, które znajdujemy dzisiaj. – Nasz księżyc dosłownie wywrócił się na lewą stronę – mówi Jeff Andrews-Hanna, współautor nowej pracy na temat historii satelity.

Anomalie grawitacyjne na Księżycu

Naukowcy przyznają, że powyższemu opisowi brakuje wielu szczegółów. Czy skały ilmenitowe zapadały się w płaszczu jednocześnie, czy w jakichś odstępach czasu? Czy były ze sobą połączone, czy też nie? Najpierw przesunęły się na jasną stronę, czy po prostu z jakiegoś powodu wynurzyły się tylko na jednej półkuli? 

Odpowiedzi na niektóre z powyższych pytań dostarczyły dane obserwacyjne z sond GRAIL. W 2011 i 2012 roku wykryły one nieznaczne anomalie w grawitacji Księżyca. Według autorów nowej pracy dobrze wyjaśnią je symulacje przemieszczania się ilmenitowych warstw. 

– Materiały ilmenitu przemigrowały na jasną stronę i zatapiały się we wnętrzu kaskadami. Pozostawiły po sobie ślad, który powoduje anomalie w polu grawitacyjnym Księżyca obserwowane przez GRAIL – mówi Weigang Liang, główny autor nowych badań opublikowanych w czasopiśmie „Nature Geoscience”.

Bombardowania Księżyca

Kiedy to wszystko się działo? Około 4,22 mld lat temu. Naukowcy przypuszczają, że przesunięcie się bogatych w tytan warstw na jasną stronę mogło być skutkiem potężnego uderzenia w przeciwną półkulę. Jego rezultatem jest Basen Biegun Południowy-Aitken – największy znany krater księżycowy, o średnicy 2500 km, znajdujący się po ciemnej stronie satelity. Szacuje się, że powstał on ok. 4,2-4,3 mld lat temu. A więc właśnie wtedy, gdy Księżyc przechodził opisane wyżej gwałtowne przemiany.

Jedno jest pewne. Kiedy na Księżycu pojawią się astronauci misji Artemis, będziemy wiedzieć o nim znacznie więcej niż wtedy, gdy badali go uczestnicy misji Apollo.

Źródła: University of Arizona, Nature Geoscience