science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het oudste gesteente van de aarde is mogelijk ontdekt (op de maan!)

Astronaut Edgar D. Mitchell (links) en astronaut Alan B. Shepard Jr. onderzoeken maanmonsters van hun Apollo 14-missie, inclusief de grootste steekproef, de rots "Big Bertha" ter grootte van een basketbal. NASA

Op 6 februari 1971, wijlen astronaut Alan Shepard, de commandant van NASA's Apollo 14-missie, maakte een wandeling op de maan. Hij en zijn mede-ruimtereiziger Edgar Mitchell waren druk bezig met het verzamelen van stenen rond een depressie genaamd Cone Crater. Om Shephard zelf te citeren, veel van deze waren "handgrote steekproeven, " maar het paar nam wat grotere aandenkens mee naar huis, te.

Een steen ter grootte van een basketbal - verzameld door Shepard - verdiende zichzelf een bijnaam:'Big Bertha'. Officieel bekend als "Lunar Sample 14321, " Big Bertha weegt ongeveer 19 pond (9 kilogram), waardoor het de grootste rots is die Apollo 14 naar de aarde heeft teruggebracht en de op twee na grootste die door een van de Apollo-missies is teruggevonden.

Hoewel Shepard Big Bertha op de maan vond, dat is misschien niet waar het verhaal begon. De rots is een breccia, een mengelmoes van geologische fragmenten genaamd "klasten, " die bij elkaar worden gehouden door een cementachtig mengsel. Een nieuw gepubliceerde hypothese zegt dat een deel van Big Bertha miljarden jaren geleden gevormd is - hier op planeet Aarde. In feite, ondanks de maanverbinding, dit zou de oudste "aardrots" kunnen zijn die ooit is ontdekt.

Cold Case

De oorsprong van Big Bertha was de focus van een onderzoek dat op 24 januari werd gepubliceerd in het tijdschrift Earth and Planetary Science Letters. De auteurs van het artikel zijn onder meer een internationaal team van geowetenschappers die naar de maanstenen keken die door Apollo 14 werden verkregen, inclusief Lunar Sample 14321. Voor het grootste deel, de klasten op deze beroemde breccia zijn donkergrijs, maar er is ook een lichtgekleurde die in het oog springt.

Het is gemaakt van felsiet, een soort vulkanisch gesteente dat de mineralen veldspaat en kwarts bevat. De lichtgrijze klas, die 2 centimeter (0,7 inch) breed is, is ook geladen met kleine zirkoonkristallen. Veel zirkonen bevatten essentiële informatie over hoe de omgeving was toen en waar ze zich vormden.

Nauwkeurige inspectie van de zirkonen in Big Bertha's lichte plek toonde aan dat de kristallen werden geproduceerd door koele, zuurstofrijk magma. Toch bestaat dit soort gesmolten gesteente nergens in de buurt van het oppervlak van de maan. Om wat te vinden, je zou meer dan 100 mijl (162 kilometer) onder het oppervlak van de maan moeten reizen waar Shepard en Mitchell Big Bertha vonden.

Dus hoe zijn deze zirkonen - en de groep waartoe ze behoren - op het oppervlak terechtgekomen? Er is waarschijnlijk een gewelddadige impact geweest. Wanneer een meteoriet of asteroïde inslaat op een planeet of maan, het kan materiaal vervoeren dat diep onder de korst naar de oppervlakte is begraven.

En zoals eerder opgemerkt, Big Bertha werd gevonden door een inslagkrater. Dus zaak gesloten, Rechtsaf? We zullen, misschien niet. Cone Crater - een uitgestrektheid van ongeveer 76 meter diep en 1, 000 voet (304 meter) breed - werd ongeveer 26 miljoen jaar geleden gecreëerd. Wetenschappers denken dat de gewelddadige episode die deze depressie achterliet, er niet in zou zijn geslaagd enig geologisch materiaal op te graven dat meer dan 72,4 kilometer onder de maan ligt.

De grote rots in het midden van de foto is maanmonster nummer 14321, aangeduid als "Big Bertha" en beschouwd als de oudste rots die ooit op aarde is ontdekt. NASA

Thuis bij Clast

Zeker wel, De felsite-clast van Big Bertha kan diep in een magmazak van de maan zijn ontstaan. Maar het lijkt niet waarschijnlijk. De auteurs van het onderzoek denken dat een ander scenario veel aannemelijker is.

Ongeveer 19 kilometer onder het aardoppervlak, er is een voorraad koel, geoxideerd magma. Dit is precies het soort grondstof dat waarschijnlijk de zirkonen op de lichtvlek van Big Bertha heeft gemaakt. En trouwens, zirkoonkristallen hebben een nuttige gewoonte om uraniumisotopen te behouden. Die kunnen worden gebruikt voor radiometrische datering, een proces dat ons vertelt dat de felsite-clast 4,0 tot 4,1 miljard jaar oud is.

Voeg beide aanwijzingen samen en er ontstaat een mogelijke tijdlijn van gebeurtenissen. Volgens de hypothese die in de studie werd verdedigd, een deel van het magma dat 19 kilometer onder de continentale korst van de aarde lag, verhardde tussen 4,0 en 4,1 miljard jaar geleden tot deze klasse.

We weten dat onze planeet in die tijd werd belegerd door meteorieten (een proces waarbij veel heel oud graniet is ontstaan). Herhaalde inslagen zouden de clast steeds dichter bij het oppervlak hebben gedreven totdat - eindelijk - een projectiel de aarde met voldoende kracht raakte om de felsite de ruimte in te lanceren.

Naar schatting 4 miljard jaar geleden, onze maan was ongeveer drie keer dichter bij de aarde dan nu. vermoedelijk, de verafgelegen clast overbrugde de kloof en landde op de natuurlijke satelliet. Maar vallende meteorieten vielen de maan lastig, te. Ongeveer 3,9 miljard jaar geleden, een van deze inslagen smolt de clast gedeeltelijk en dreef hem onder het maanoppervlak, waar het fuseerde met andere klassen en onderdeel werd van een breccia.

Eindelijk, 26 miljoen jaar geleden, de asteroïde-inslag die de geboorte van de kegelkrater baarde, zette Big Bertha vrij en stuwde hem naar de plek waar Alan Shepard op een historische dag in 1971 de rots greep. Wat een wilde rit!

Een kwestie van tijd

Als de felsische clast echt een aardse oorsprong had, dan ironisch genoeg, het is misschien wel de oudst bekende rots van planeet Aarde. De 4,03 miljard jaar oude Acasta Gneiss uit de Canadese Northwest Territories is qua leeftijd vergelijkbaar. Daar in Québec, de Nuvvuagittuq Greenstone Belt is minstens 3,9 miljard jaar oud. En in de Jack Hills van West-Australië, wetenschappers hebben zirkonen gevonden die ongeveer 4,37 miljard jaar geleden zijn gevormd. Maar deze kristallen leken op een gegeven moment los te komen van hun oorspronkelijke rotsen. Anderzijds, studie co-auteur David A. Kring vertelde het tijdschrift Science dat de felsische clast van Big Bertha en zijn zirkonen gelijktijdig werden gevormd.

NU DAT IS GRAPPIG

De bemanning van Apollo 15 bestond uit David R. Scott, Alfred M. Worden en James B. Irwin, die allemaal de Universiteit van Michigan hadden bijgewoond. Samen, de drie astronauten richtten een op de maan gebaseerde tak van de alumnivereniging van de school op. Om alles officieel te maken, ze lieten een plaquette achter op het maanoppervlak (die er nog steeds is). Het zegt, "De Alumnivereniging van de Universiteit van Michigan. Handvest nummer één. Dit is om te bevestigen dat de Universiteit van Michigan Club of the Moon een naar behoren gevormde eenheid is van de Alumnivereniging en recht heeft op alle rechten en privileges onder de grondwet van de Vereniging."