Een maansonde die door het Chinese ruimteagentschap werd gelanceerd, bracht onlangs de eerste verse monsters van gesteente en puin van de maan in meer dan 40 jaar terug. Nu heeft een internationaal team van wetenschappers - waaronder een expert van de Washington University in St. Louis - de leeftijd van deze maanstenen vastgesteld op bijna 1,97 miljard jaar oud.

"Het is het perfecte voorbeeld om een ​​kloof van 2 miljard jaar te dichten, " zei Brad Jolliff, de Scott Rudolph Professor of Earth and Planetary Sciences in Arts &Sciences en directeur van het McDonnell Center for the Space Sciences van de universiteit. Jolliff is een in de VS gevestigde co-auteur van een analyse van de nieuwe maanstenen onder leiding van de Chinese Academie voor Geologische Wetenschappen, gepubliceerd op 7 oktober in het tijdschrift Wetenschap .

De leeftijdsbepaling is een van de eerste wetenschappelijke resultaten die zijn gerapporteerd van de succesvolle Chang'e-5-missie, die is ontworpen om stenen te verzamelen en terug te brengen naar de aarde van enkele van de jongste vulkanische oppervlakken op de maan.

"Natuurlijk, 'jong' is relatief, " zei Jolliff. "Alle vulkanische rotsen die door Apollo werden verzameld, waren ouder dan 3 miljard jaar. En alle jonge inslagkraters waarvan de leeftijd is bepaald op basis van de analyse van monsters, zijn jonger dan 1 miljard jaar. Dus de Chang'e-5-samples vullen een kritieke leemte op."

De kloof waarnaar Jolliff verwijst, is niet alleen belangrijk voor het bestuderen van de maan, maar ook voor het bestuderen van andere rotsplaneten in het zonnestelsel.

Als een planetair lichaam, de maan zelf is ongeveer 4,5 miljard jaar oud, bijna zo oud als de aarde. Maar in tegenstelling tot de aarde, de maan heeft niet de erosieve of bergvormende processen die de neiging hebben om kraters door de jaren heen te wissen. Wetenschappers hebben gebruik gemaakt van de blijvende kraters van de maan om methoden te ontwikkelen om de leeftijd van verschillende regio's op het oppervlak te schatten, gedeeltelijk gebaseerd op hoe vol kraters het gebied lijkt te zijn.

Deze studie toont aan dat de maanstenen die door Chang'e-5 zijn teruggegeven, slechts ongeveer 2 miljard jaar oud zijn. De ouderdom van deze rotsen met zekerheid kennende, wetenschappers zijn nu in staat om hun belangrijke chronologische instrumenten nauwkeuriger te kalibreren, zei Jolliff.

"Planetaire wetenschappers weten dat hoe meer kraters op een oppervlak, hoe ouder het is; hoe minder kraters, hoe jonger het oppervlak. Dat is een mooie relatieve bepaling, ' zei Jolliff. 'Maar om daar absolute leeftijdsdata op te plakken, men moet monsters van die oppervlakken hebben."

"De Apollo-monsters gaven ons een aantal oppervlakken die we konden dateren en correleren met kraterdichtheden, Jolliff legde uit. "Deze chronologie van kraters is uitgebreid naar andere planeten, bijvoorbeeld, voor Mercurius en Mars - om te zeggen dat oppervlakken met een bepaalde dichtheid aan kraters een bepaalde leeftijd hebben."

"In dit onderzoek, we hebben een zeer precieze leeftijd, ongeveer 2 miljard jaar, plus of min 50 miljoen jaar, " zei Jolliff. "Het is een fenomenaal resultaat. In termen van planetaire tijd, dat is een zeer nauwkeurige bepaling. En dat is goed genoeg om onderscheid te maken tussen de verschillende formuleringen van de chronologie."

Andere interessante bevindingen uit de studie hebben betrekking op de samenstelling van basalt in de geretourneerde monsters en wat dat betekent voor de vulkanische geschiedenis van de maan, merkte Jolliff op.

De resultaten gepresenteerd in de Wetenschap papier is slechts het topje van de ijsberg, bij wijze van spreken. Jolliff en collega's doorzoeken nu de regolith-monsters op zoek naar sleutels tot andere belangrijke maanwetenschappelijke problemen, zoals het vinden van stukjes en beetjes die van ver in de Chang'e 5-verzamelsite zijn gegooid, jonge inslagkraters zoals Aristarchus, om mogelijk de ouderdom van deze kleine rotsen en de aard van de materialen op die andere inslaglocaties te bepalen.

Jolliff heeft samengewerkt met de wetenschappers van het Sensitive High Resolution Ion MicroProbe (SHRIMP) Centre in Beijing dat deze studie leidde, inclusief studie co-auteur Dunyi Liu, al meer dan 15 jaar. Deze langdurige relatie is mogelijk door een speciale samenwerkingsovereenkomst met Washington University en haar Department of Earth and Planetary Sciences, en de Shandong-universiteit in Weihai, China, met steun van het McDonnell Center for the Space Sciences van de Washington University.

"Het laboratorium in Peking waar de nieuwe analyses zijn gedaan, behoort tot de beste ter wereld, en ze hebben fenomenaal werk geleverd bij het karakteriseren en analyseren van de vulkanische rotsmonsters, ' zei Jolliff.

"Het consortium omvat leden uit China, Australië, de VS, het VK en Zweden, " vervolgde Jolliff. "Dit is wetenschap op de ideale manier:een internationale samenwerking, met gratis delen van gegevens en kennis - en dat allemaal op de meest collegiale manier mogelijk. Dit is diplomatie door de wetenschap."

Jolliff is een specialist in mineralogie en leverde zijn expertise voor deze studie van de Chang'e-5-monsters. Zijn persoonlijke onderzoeksachtergrond is gericht op de maan en Mars, de materialen waaruit hun oppervlakken bestaan ​​en wat ze vertellen over de geschiedenis van de planeten.

As a member of the Lunar Reconnaissance Orbiter Camera science team and leader of the Washington University team in support of NASA's Apollo Next Generation Sample Analysis (ANGSA) program, Jolliff investigates the surface of the moon, relating what can be seen from orbit to what is known about the moon through the study of lunar meteorites and Apollo samples—and now, from Chang'e-5 samples.