Miljarden jaren geleden, meren van lava op het oppervlak van de maan droogden uiteindelijk op en vormden de enorme donkere vlekken - de maan-maria - die vandaag zichtbaar zijn op de dichtstbijzijnde maan. Nutsvoorzieningen, dankzij rotsmonsters die onlangs naar de aarde zijn teruggekeerd door de Chang'e 5-missie in China, wetenschappers hebben een nieuwe schatting voor wanneer een van de laatste van die lavastromen opdroogde.

In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , een internationaal team van onderzoekers ontdekte dat basaltrotsen verzameld uit de uitgestrekte vulkanische vlakte die bekend staat als Oceanus Procellarum - een regio waarvan wordt gedacht dat het het meest recente vulkanisme op de maan heeft gehad - ongeveer 2 miljard jaar oud zijn. De stevige radiometrische leeftijd geeft niet alleen een eindpunt aan de meest actieve vulkanische periode van de maan, maar dient ook als een wegwijzer om de timing van andere gebeurtenissen op de maan ervoor en erna te kalibreren.

Jim hoofd, een onderzoeksprofessor in Brown's Department of Earth, Environmental and Planetary Sciences en co-auteur van de nieuwe studie, zegt dat deze monsters - de eerste die in 45 jaar naar de aarde zijn teruggekeerd - kritieke leemten opvullen in het begrip van wetenschappers van de geschiedenis van de maan.

Hij besprak de bevindingen in een interview.

V:Waar kwamen deze monsters vandaan, en waarom zijn ze belangrijk?

Deze monsters komen uit een gebied van de maan dat grotendeels onontgonnen is door gelande ruimtevaartuigen. Eerdere monsters van de Apollo-missies en de Sovjet Luna-missies zijn allemaal afkomstig van het centrale en oostelijke deel van de nabije zijde van de maan. Maar het werd duidelijk toen we meer teledetectiegegevens verzamelden dat het meest recente vulkanisme op de maan absoluut in dat westelijke deel was, zodat die regio een belangrijk doelwit werd voor het verzamelen van monsters. specifiek, de monsters kwamen uit de buurt van Mons Rümker, een vulkanische heuvel in de grootste van de maan-maria, Oceanus Procellarum.

Vraag:In deze studie werd gekeken naar zowel de samenstelling als de leeftijd van de monsters. Laten we beginnen met de leeftijd. Waarom is het belangrijk om te weten hoe oud deze monsters zijn?

Allereerst, het helpt ons bij elkaar te houden hoe lang het vulkanisme van de maanmerrie duurde, wat van cruciaal belang is voor al onze thermische evolutiemodellen voor de maan. Dit is niet helemaal de jongste vulkanische afzetting op de maan, maar het is een van de jongste. Dus de ouderdom van deze afzetting legt enige beperkingen op aan het tijdsbestek van merrievulkanisme.

Maar het is ook van cruciaal belang voor het vaststellen van absolute leeftijden van andere functies op de maan en elders. Als we kijken naar een oppervlak of een kenmerk op de maan waarvan we geen monsters hebben voor radiometrische datering, we proberen de leeftijd ervan in te schatten door de grootte-frequentieverdeling van inslagkraters. In principe, naarmate de tijd verstrijkt, grotere effecten worden zeldzamer. Dus door kraters van verschillende grootte te tellen, we kunnen een relatieve ouderdom van een oppervlak vaststellen. Maar tussen ongeveer een miljard en drie miljard jaar geleden, we hebben niet veel goede gegevens om ons te vertellen hoe de impactflux eruit ziet. Dus het hebben van een absolute radiometrische datum voor dit oppervlak helpt ons om de fluxcurve te kalibreren, wat ons helpt om andere oppervlakken te dateren. En dat geldt niet alleen voor de maan. Dit helpt ons de leeftijden voor Mars te kalibreren, Venus en elders.

Vraag:Wat zijn de grote afhaalrestaurants in termen van de chemische samenstelling van de monsters?

De regio waaruit deze monsters zijn genomen, is een uniek terrane op de maan, dat eruitziet alsof het zeer hoge concentraties radioactieve elementen kan bevatten, met name thorium. Dus een idee waarom vulkanisme zo veel langer duurde in deze regio in vergelijking met andere, was dat je al deze radioactieve elementen samen had geconcentreerd, waardoor er veel warmte ontstaat. Door die hitte smelt de mantel en krijg je vulkanische stromen.

Echter, in deze monsters zagen we niet echt een verhoogde samenstelling van radioactieve elementen. Als deze radioactieve elementen het vulkanisme in deze regio aandrijven, we verwachten verhoogde radioactiviteit in de monsters te zien. Maar dat deden we niet. In plaats daarvan, de samenstelling was vergelijkbaar met merriebasalt uit oudere afzettingen. Dus dat doet twijfel rijzen over die hypothese voor langdurig vulkanisme.

V:Kunt u details geven over uw betrokkenheid bij deze missie?

Ja, het was absoluut geweldig om met onze Chinese collega's te werken aan wat gewoon een fantastische missie was. Ik reis al zo'n tien jaar naar China om met Chinese onderzoekers en studenten te werken. Ik heb lezingen gegeven bij de Chinese National Space Agency over mijn werk met het Apollo-programma, en we hebben de wetenschappelijke doelen van hun maanprogramma kunnen bespreken. En we hebben die samenwerking in stand gehouden door het bezoeken van afgestudeerde studenten en andere dingen over de basisplanning van de missie en de uitvoering van de missie, en nu de analyse van de monsters. Direct, Yuqi Qian van de China University of Geosciences-Wuhan bezoekt ons in Brown en heeft een geweldige rol gespeeld in ons werk aan deze missie.

Brown heeft een lange geschiedenis van dit soort internationale samenwerking, we gaan terug naar ons werk met de Sovjet-Unie over het Luna-programma en de Venera-missies naar Venus.

V:Wat brengt de toekomst voor deze samenwerking?

China heeft grote ambities wat betreft zijn maanverkenningsprogramma, en we hopen met hen te blijven samenwerken. Een mogelijke missie is de terugkeer van een robotmonster vanaf de andere kant van de maan - een gebied dat het Zuidpool-Aitken-bekken wordt genoemd. We willen dat gebied om verschillende redenen verkennen:het kan afzettingen van de maanmantel hebben blootgelegd, en het is het oudste grote inslagbekken en we kunnen dat radiometrisch dateren met de geretourneerde monsters. Het is dus een echte hotspot voor toekomstig onderzoek.

We werken ook samen met onze Chinese collega's aan hun Mars-programma en hun recente Marsrover. Het is dus echt een spannende tijd voor internationale samenwerking op het gebied van exploratie.