Chińska misja Chang’e 6 przywiozła na Ziemię coś dziwnego z niewidocznej strony Księżyca

W czerwcu 2024 roku kapsuła prowadzonej przez Chińską Narodową Agencję Kosmiczną (CNSA) misji księżycowej Chang’e 6 powróciła na Ziemię. Znajdowały się w niej próbki regolitu pobrane z niewidocznej strony Księżyca, a konkretnie z krateru Apollo. Szczegółowe badania zebranego materiału wykazały obecność drobinek pyłu pochodzących z rodzaju meteorytu zawierającego wodę, tak kruchego, że rzadko przetrwa on podróż przez ziemską atmosferę.

To pierwsze potwierdzone znalezisko szczątków meteorytu typu Iwuna (Ivuna) – węglowego chondrytu CI – jakie kiedykolwiek odkryto na Księżycu. Odkrycie to pokazuje, że delikatne, bogate w wodę planetoidy mogą pozostawiać mikroskopijne ślady w księżycowym regolicie.

Meteoryt sprzed miliardów lat

Zespół geochemików pod kierunkiem Jintuana Wanga i Zhiminga Chena z Chińskiej Akademii Nauk przeanalizował ponad pięć tysięcy fragmentów materiału zebranych przez Chang’e 6. Naukowcy szukali śladów po uderzeniach meteorytów. Nie tylko tych stosunkowo młodych, lecz przede wszystkim pochodzących sprzed miliardów lat.

W ten sposób badacze trafili na chondryt CI, należący do najbogatszych w wodę i lotne związki meteorytów, o składzie podobnym do planetoid takich jak Ryugu i Bennu. Chondryty CI są wyjątkowo porowate i bogate w minerały uwodnione. Uznaje się, że woda może stanowić nawet 20% ich masy. Są również miękkie i kruche, a co za tym idzie trudne do odnalezienia, ponieważ zazwyczaj ulegają zniszczeniu przy wejściu w atmosferę i uderzeniu w Ziemię. To sprawia, że ten typ meteorytów stanowi mniej niż jeden procent wszystkich kosmicznych odłamków znalezionych na Ziemi. Badacze nie spodziewali się ich również na Księżycu, bo choć nie ma tam atmosfery, to prędkość uderzenia meteorytu jest tak wielka, że większość materiału ulega odparowaniu, stopieniu lub wyrzuceniu z powrotem w przestrzeń kosmiczną.

Księżycowy oliwin

Badacze skupili się na oliwinie – krzemianie magnezu i żelaza, powszechnym w skałach wulkanicznych, stopach uderzeniowych i meteorytach. Wyizolowali kilka fragmentów zawierających oliwin, oszlifowali je i przebadali przy użyciu mikroskopii elektronowej i spektrometrii masowej jonów wtórnych.

W analizowanej próbce kryształy oliwinu osadzone były w szklistej matrycy – co sugeruje szybkie stopienie i zestalenie po uderzeniu. Największe zaskoczenie przyniosły jednak badania chemiczne i izotopowe. Zespół porównał m.in. stosunki żelaza do manganu, zawartość tlenków niklu i chromu oraz izotopy tlenu i krzemu. Wartości te nie odpowiadały ani skałom księżycowym, ani ziemskim. Zamiast tego, dokładnie odpowiadały składowi meteorytów pochodzących z planetoidy typu chondryt CI, która uderzyła w Księżyc, stopiła się, a następnie szybko ostygła, zachowując swój skład przez miliardy lat.

Przepływ materii w systemie Ziemia-Księżyc

To pierwszy bezpośredni dowód fizyczny, że chondryty CI bombardowały Księżyc we wczesnej historii Układu Słonecznego oraz że ich mikroskopijne fragmenty mogą przetrwać do dziś. Co więcej, środowisko Księżyca może być lepsze niż ziemskie w zachowywaniu tego rodzaju materiału. Analiza sugeruje, że chondryty CI mogą stanowić nawet 30% księżycowej kolekcji meteorytów.

– Historia bombardowania Księżyca meteorytami dostarcza wyjątkowej okazji do lepszego zrozumienia procesów transportu materii w Układzie Słonecznym – napisali chińscy naukowcy w pracy opublikowanej na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences. – Choć kolekcja meteorytów ziemskich jest kluczowym punktem odniesienia dla badań przepływu materii w systemie Ziemia–Księżyc, obarczona jest poważnymi błędami statystycznymi wynikającymi z dynamiki orbity Ziemi i działania atmosfery. Dlatego systematyczna identyfikacja i klasyfikacja meteorytów na bezpowietrznym Księżycu stanowi ważne uzupełnienie w rekonstrukcji historii akrecji materii i populacji impaktorów wewnętrznego Układu Słonecznego – twierdzą naukowcy.

Źródło: PNAS

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.