Terwijl hij in 1971 om de maan draaide, de bemanning van Apollo 15 fotografeerde een vreemd geologisch kenmerk - een hobbelige, D-vormige depressie van ongeveer twee mijl lang en een mijl breed - dat heeft planetaire wetenschappers sindsdien gefascineerd. Sommigen hebben gesuggereerd dat de functie, bekend als Ina, is het bewijs van een vulkaanuitbarsting in de Maan in de afgelopen 100 miljoen jaar - ongeveer een miljard jaar nadat de meeste vulkanische activiteit op de Maan zou zijn gestopt.

Maar nieuw onderzoek onder leiding van geologen van Brown University suggereert dat Ina toch niet zo jong is. De analyse, gepubliceerd in het tijdschrift Geologie , concludeert dat de functie eigenlijk werd gevormd door een uitbarsting van ongeveer 3,5 miljard jaar geleden, rond dezelfde leeftijd als de donkere vulkanische afzettingen die we aan de dichtstbijzijnde kant van de maan zien. Het is het eigenaardige type lava dat uitbarstte uit Ina dat helpt om zijn leeftijd te verbergen, zeggen de onderzoekers.

"Hoe interessant het ook zou zijn voor Ina om gevormd te zijn in het recente geologische verleden, we denken gewoon niet dat dat het geval is, " zei Jim Hoofd, co-auteur van het artikel en professor in Brown's Department of Earth, Milieu- en planetaire wetenschappen. "Het model dat we hebben ontwikkeld voor Ina's formatie plaatst het stevig binnen de periode van piekvulkanische activiteit op de maan enkele miljarden jaar geleden."

jeugdige uitstraling

Ina zit in de buurt van de top van een zacht glooiende heuvel van basaltgesteente, waardoor veel wetenschappers concludeerden dat het waarschijnlijk de caldera was van een oude maanvulkaan. Maar hoe oud was niet duidelijk. Terwijl de flanken van de vulkaan miljarden jaren oud lijken, de Ina caldera zelf ziet er veel jonger uit. Een teken van jeugdigheid is het heldere uiterlijk ten opzichte van de omgeving. De helderheid suggereert dat Ina geen tijd heeft gehad om zoveel regoliet te verzamelen, de laag losse steen en stof die zich in de loop van de tijd op het oppervlak ophoopt.

Dan zijn er de kenmerkende heuvels van Ina - ongeveer 80 gladde rotsheuvels, sommigen staan ​​zo hoog als 100 voet, die het landschap binnen de caldera domineren. De heuvels lijken veel minder inslagkraters te hebben in vergelijking met de omgeving, een ander teken van relatieve jeugd. Overuren, er wordt verwacht dat een oppervlak kraters van verschillende groottes zou moeten verzamelen met redelijk constante snelheden. Dus gebruiken wetenschappers het aantal en de grootte van kraters om de relatieve leeftijd van een oppervlak te schatten. In 2014, een team van onderzoekers deed een zorgvuldige telling van de kraters op Ina's heuvels en concludeerde dat ze gevormd moeten zijn door lava die in de afgelopen 50 tot 100 miljoen jaar naar de oppervlakte is uitgebarsten.

"Dat was een heel raadselachtige bevinding, Head zei. "Ik denk dat de meeste mensen het erover eens zijn dat de vulkaan waar Ina op zit miljarden jaren geleden is gevormd, wat betekent dat er een pauze in vulkanische activiteit zou zijn geweest voor een miljard jaar of meer vóór de activiteit die Ina vormde. We wilden zien of er iets is aan de geologische structuur binnen Ina dat onze schatting van zijn leeftijd verwerpt."

Niet zo jong?

De onderzoekers keken naar goed bestudeerde vulkanen op aarde die misschien op Ina lijken. Ina blijkt een kuilkrater op een schildvulkaan te zijn, een zacht glooiende berg vergelijkbaar met de Kilauea-vulkaan op Hawaï. Kilauea heeft een kuilkrater vergelijkbaar met Ina, bekend als de Kilauea Iki-krater, die in 1959 uitbarstte.

Toen lava van die uitbarsting stolde, het creëerde een zeer poreuze rotslaag in de put, met ondergrondse blaasjes zo groot als drie voet in diameter en oppervlakkige lege ruimte zo diep als twee voet. Dat poreuze oppervlak, Head en zijn collega's zeggen:wordt gecreëerd door de aard van de lava die is uitgebarsten in de late stadia van gebeurtenissen zoals deze. Naarmate de ondergrondse lavavoorraad begint af te nemen, het barst uit als "magmatisch schuim" - een bruisend mengsel van lava en gas. Als dat schuim afkoelt en stolt, het vormt het zeer poreuze oppervlak.

De onderzoekers suggereren dat een Ina-uitbarsting ook magmatisch schuim zou hebben geproduceerd. En vanwege de verminderde zwaartekracht van de maan en de bijna afwezige atmosfeer, het maanschuim zou nog luchtiger zijn geweest dan op aarde, dus het is te verwachten dat de structuren in Ina nog poreuzer zijn dan op aarde.

Het is de hoge porositeit van die oppervlakken die de datumschattingen voor Ina verwerpt, zowel door de opbouw van regoliet te verbergen als door kratertellingen af ​​te werpen.

Een zeer poreus oppervlak, zeggen de onderzoekers, zou los gesteente en stof in de lege ruimte aan het oppervlak laten filteren, waardoor het lijkt alsof er minder regoliet is opgebouwd. Dat proces zou worden bestendigd door seismisch schudden in de regio, waarvan een groot deel wordt veroorzaakt door aanhoudende meteoorinslagen. "Het is alsof je op de zijkant van een zeef klopt om de bloem erdoor te laten gaan, Head zei. "Regolith wordt in gaten geduwd in plaats van op het oppervlak te zitten, waardoor Ina er een stuk jonger uitziet."

Porositeit kan ook het aantal kraters scheeftrekken. Laboratoriumexperimenten met behulp van een projectielkanon met hoge snelheid hebben aangetoond dat inslagen op poreuze doelen veel kleinere kraters maken. Vanwege Ina's extreme porositeit, zeggen de onderzoekers, de kraters zijn veel kleiner dan ze normaal zouden zijn, en veel kraters zijn misschien helemaal niet zichtbaar. Dat zou de schatting van de leeftijd op basis van kratertellingen drastisch kunnen veranderen.

De onderzoekers schatten dat het poreuze oppervlak met een factor drie kleiner zou worden dan kraters op Ina's heuvels. Met andere woorden, een botslichaam dat een krater met een diameter van 30 voet zou maken in gesteente van maanbasalt, zou een krater van iets meer dan 30 voet maken in een schuimafzetting. Rekening houdend met die schaalverhouding, het team krijgt een herziene leeftijd voor de Ina-heuvels van ongeveer 3,5 miljard jaar oud. Dat is vergelijkbaar met de oppervlakte-leeftijd van het vulkanische schild dat Ina omringt, en plaatst de Ina-activiteit binnen het tijdsbestek van gemeenschappelijk vulkanisme op de maan.

De onderzoekers geloven dat dit werk een plausibele verklaring biedt voor de vorming van Ina zonder de raadselachtige miljard jaar durende pauze in vulkanische activiteit op te roepen.

"We denken dat de jong ogende kenmerken in Ina het natuurlijke gevolg zijn van uitbarstingen van magmatisch schuim op de maan, Head zei. "Deze landvormen die door deze schuimen zijn gecreëerd, zien er gewoon een stuk jonger uit dan ze zijn."