Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Chińczycy znaleźli materiał z płaszcza Księżyca

Recommended Posts

Chińska misja Chang'e-4, która wylądowała po niewidocznej stronie Księżyca, prawdopodobnie znalazła materiały pochodzący z płaszcza Srebrnego Globu. Ich badanie może dać nam lepszy pogląd o budowie naturalnego satelity Ziemi.

Chang'e-4 jest pierwszą w historii misją księżycową, która wylądowała po stronie niewidocznej z Ziemi. Na Księżyc trafiły lądownik oraz łazik Yutu-2. I to właśnie dzięki obserwacjom dokonanym przez łazik zauważono oliwiny i pirokseny mogące pochodzić z płaszcza.

Obecnie obowiązujące teorie mówią, że Księżyc, podobnie jak inne wewnętrzne ciała Układu Słonecznego, przeszedł przez fazę oceanu magmy. Gdy ocean ten stygł na jego dnie krystalizowały się gęstsze minerały, takie jak oliwiny i pirokseny, które zawierają dużo magnezu i żelaza. Gdy 3/4 oceanu uległo już krystalizacji, na jego powierzchni pływały bogate w wapń lżejsze materiały, które utworzyły skorupę. W końcu pod skrystalizowaną skorupą doszło do ostatecznej krystalizacji pozostałych minerałów. W ten sposób powstały warstwy tworzące Księżyc.

Dotychczasowe badania i obserwacje potwierdzały ten stosunkowo prosty model budowy. Mimo regionalnych różnic w budowie skorupy, wciąż nie mamy zbyt wielu danych dotyczących składu i budowy płaszcza Księżyca. Co interesujące, ani amerykański program Apollo, ani radziecki Luna nie dostarczyły próbek płaszcza.

W maju 2018 roku Chiny wystrzeliły satelitę komunikacyjnego Queqiao, który zapewnił komunikację z niewidoczną stroną Księżyca. Dzięki niemu możliwe stało się wysłanie Chang'e-4.

Najstarsza i największa struktura geologiczna Księżyca, liczący 2500 kilometrów średnicy Basen Biegun Południowy - Aitken, znajduje się po niewidocznej stronie Księżyca. Z badań przeprowadzonych przez amerykańską misję GRAIL wiemy,że prawdopodobnie jest to krater uderzeniowy, w kolizja, w wyniku której powstał mogła spenetrować płaszcz i rozrzucić pochodzący zeń materiał po powierzchni. Dlatego też naukowcy od dawna myśleli o zbadaniu Basenu Biegun Południowy - Aitken na miejscu.

Misja Chang'e-4 wylądowała w 186-kilometrowym Kraterze Von Karmana, który znajduje się na dnie Basenu Biegun Południowy - Aitken. Teraz chińscy naukowcy informują o zidentyfikowaniu w pobliżu miejsca lądowania materiałów, które znacząco różnią się od tych dotychczas znalezionych. Identyfikacji dokonano za pomocą badań spektroskopowych odbijanego światła. Wydaje się, że obserwowany materiał składa się głównie z oliwinów i piroksenu. Chińczycy sugerują, że mogą one pochodzić z płaszcza, a na powierzchnię wydostały się w wyniku uderzenia, które stworzyło pobliski 72-kilometrowy Krater Finsen.

Metody, których użyli Chińcycy są dobrze dobrane i bardzo precyzyjne. Jednak szczegółowe określenie składu obserwowanego materiału nie jest łatwe ze względu na złożoność tego typu badań i nakładanie się spektrum różnych materiałów. Bardziej precyzyjne określenie składu będzie wymagało  modelowania i określenia rozkładu poszczególnych ziaren.

Ponadto w ramach przyszłych badań Chińczycy powinni też określić skład pobliskich skał, co pozwoli na opisanie kontekstu geologicznego, w jakim występuje wspomniany wcześniej materiał. Wyniki tych badań mogą wpłynąć na interpretacje obserwacji spektralnych. Nie można bowiem wykluczyć, że Yutu-2 nie obserwuje materiału z płaszcza, a mamy do czynienia z materiałem, który powstał w wyniku kolizji jaka stworzyła Basen Biegun Południowy - Aitken. Nie można wykluczyć, że w wyniki potężnego uderzenia doszło do roztopienia olbrzymiej ilości materiału i teraz tworzy od odmienną, grubą na dziesiątki kilometrów warstwę. Możliw jest też,że już po uformowaniu się krateru Basen Biegun Południowy - Aitken doszło do wypływu lawy, a materiał ten został przykryty materiałem z uderzeń formujących kratery.

Jeśli jednak Chińczycy rzeczywiście trafili na materiał z płaszcza, będzie to miało duże znaczenie dla poznania budowy Księżyca. Z danych tego typu można bowiem wywnioskować głębokość oceanu magmy, tempo stygnięcia czy tempo ewolucji. To również pozwoli lepiej zrozumieć proces formowania się i ewolucji wnętrz planet skalistych.

Chiny już wcześniej zapowiedziały wysłanie misji Chang'e-5, której celem będzie zebranie próbek i przywiezienie ich na Ziemię.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronauci z misji Apollo przywieźli próbki księżycowej gleby. Była to część wizjonerskiego planu, w ramach którego regolit trafił na Ziemię i został zapieczętowany, by w przyszłości mogli go zbadań naukowcy dysponujący nowoczesnymi narzędzi. Teraz, 50 lat później, próbki z Księżyca zostały użyte do uprawy roślin. Pierwszą rośliną wyhodowaną na księżycowym gruncie jest rzodkiewnik pospolity.
      To krytyczne badania dla długotrwałej załogowej eksploracji kosmosu, gdyż będziemy potrzebowali zasobów z Księżyca i Marsa, by pozyskać żywność dla astronautów żyjących i pracujących w dalszych regionach kosmosu, mówi Bill Nelson, dyrektor NASA. To również przykład prowadzonych przez NASA badań, które można wykorzystać do usprawnienia rolnictwa na Ziemi. Pozwalają nam one bowiem zrozumieć, jak rośliny mogą poradzić sobie w niekorzystnych warunkach w regionach, gdzie brakuje żywności, dodaje.
      Pierwsze pytanie, które zadali sobie autorzy najnowszych badań, brzmiało: czy rośliny mogą rosnąć na regolicie. Okazało się, że tak. Co prawda nie rosły tak dobrze, jak na Ziemi, nie dorównywały też roślinom stanowiącym grupę kontrolną, które hodowano na popiołach wulkanicznych, ale rosły.
      W ramach kolejnych badań uczeni chcą zaś odpowiedzieć na drugie pytanie: w jaki sposób może to pomóc podczas długotrwałego pobytu ludzi na Księżycu.
      Żeby badać dalsze obszary kosmosu i dowiedzieć się więcej o Układzie Słonecznym, powinniśmy korzystać z zasobów Księżyca, żebyśmy nie musieli zabierać wszystkiego ze sobą z Ziemi. Chcielibyśmy uprawiać rośliny na Księżycu. Nasze badania na Ziemi są krokiem w tym kierunku, wyjaśnia Jacob Bleacher, który pracuje przy programie Artemis na stanowisku Chief Exploration Scientist.
      Naukowcy użyli próbek przywiezionych w ramach misji Apollo 11, 12 i 17. Na każdą z roślin przypadał zaledwie gram regolitu. Naukowcy dodali do księżycowej gleby wodę i wsadzili nasiona. Codziennie dodawali też nawóz. Po dwóch dniach wszystkie nasiona wykiełkowały. "Wszystko wykiełkowało! Byliśmy niesamowicie zaskoczeni. Każda roślina – te z regolitu i grupy kontrolnej – wyglądała tak samo do mniej więcej szóstego dnia", mówi profesor Anna-Lisa Paul z Wydziału Nauk Ogrodniczych University of Floryda.
      Po sześciu dniach stało się jednak jasne, że rośliny rosnące na regolicie nie są tak silne, jak grupa kontrolna rosnąca na popiele wulkanicznym. Te z regolitu rosły wolniej, miały słabiej rozbudowany system korzeniowy, niektórym słabiej rosły liście i pojawiło się na nich czerwonawe zabarwienie.
      Po 20 dniach, na krótko przed kwitnięciem, rośliny zebrano i zbadano ich RNA. Sekwencjonowanie RNA pozwoliło na określenie wzorców ekspresji genów. Okazało się, że u roślin z regolitu dochodziło do takiej ekspresji genów, jaką obserwowano u rzodkiewnika pospolitego w eksperymentach laboratoryjnych, w których rośliny poddawano czynnikom stresowym, jak zasolona gleba lub gleba zawierająca metale ciężkie.
      Rośliny reagowały też różnie w zależności od próbki, w której rosły. Te z próbek zebranych przez Apollo 11 były najsłabsze. Pamiętajmy, że każda z misji zbierała próbki regolitu z innego miejsca.
      Eksperyment stanowi przyczynek do zadania sobie kolejnych pytań. Czy możliwe jest wprowadzenie takich zmian genetycznych w roślinach, by lepiej radziły sobie w księżycowej glebie? Czy regolit z różnych miejsc Księżyca lepiej lub gorzej nadaje się pod uprawy? Czy badania księżycowego regolitu powiedzą nam coś o regolicie marsjańskim i możliwości uprawy roślin na Marsie? Na wszystkie te badania naukowcy chcieliby w przyszłości poznać odpowiedź.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Częściowo sfosylizowane szczątki wielkiego wytępionego przez ludzi krokodyla, który mógł zostać rytualnie zabity na terenie dzisiejszych Chin, mogą rzucić nowe światło na ewolucję współczesnych krokodyli. Szczątki Hanyusuchus sinensis zostały znalezione w południowych Chinach. Zwierzę mogło mieć 6 metrów długości i było szczytowym drapieżnikiem w swoim środowisku.
      Z przekazów wiemy, że w IX wieku n.e. w delcie rzeki Han krokodyle były uważane za poważny problem. Ludzie masowo je tępili. Przekazy mówią, że urzędnik i poeta nazwiskiem Han Yu próbował ostrzec krokodyle i skłonić je do opuszczenia tych terenów. Poświęcił nawet świnię i kozę. Krokodyle nie rozpoznały jednak zagrożenia i wkrótce wygięły.
      Profesor Minoru Yoneda z Muzeum Uniwersytetu Tokijskiego, Masaya Iijima z Muzeum Uniwersytetu w Nagoi oraz profesor Jun Liu z Uniwersytetu Technologicznego Hefei w Chinach zbadali szczątki dwóch krokodyli krokodyli, zabitych prawdopodobnie w XIV i X wieku przed naszą erą. Na cześć Han Yu nazwali nowy gatunek Hanyusuchus sinensis.
      Iijima przyznaje, że od lat bada krokodyle, ale H. sinensis to najbardziej zdumiewające zwierzę, z jakim miał do czynienia. Każdy kojarzy krokodyle o ostro zakończonych pyskach i aligatory o pyskach tępo zakończonych. Jednak mniej osób przypomni sobie gawiala, o wąskiej wydłużonej czaszce. Hanyusuchus sinensis to gatunek gawiala, jednak najbardziej ekscytujące są cechy, które dzieli z pozostałymi krokodylami. To znaczące odkrycie, gdyż może zakończyć trwającą od dekad dyskusję o tym, jak, kiedy i w jako sposób krokodyle podzieliły się na znane obecnie trzy rodziny.
      H. sinensis to takson pośredni, który zmniejsza różnice morfologiczne dzielące gawiale indyjskie i malajskie, stwierdzają autorzy badań na łamach Proceedings of the Royal Society B. Dla badań nad ewolucją ważny jest każdy gatunek uznany za zaginione ogniwo. Hanyusuchus sinensis jest tym bardziej ważny, że został wytępiony przez człowieka. Oba badane krokodyle noszą ślady gwałtownego ataku i obcięcia głowy. Biorąc pod uwagę dowody, wskazujące, że oba osobniki zostały zabite przez ludzi, że gatunek już nie istnieje oraz historyczną dokumentację mówiącą o systematycznym tępieniu tych zwierząt musimy uznać, że to ludzie są odpowiedzialni za wyginięcie Hanyusuchus sinensis. Krokodyle to szczytowe drapieżniki swoich ekosystemów. Odgrywają olbrzymią rolę w utrzymaniu zdrowia ekosystemów słodkowodnych, mówi profesor Yoneda.
      Naukowiec specjalizuje się w badaniu początków chińskiej cywilizacji. Na wielu stanowiskach archeologicznych widział kości krokodyli i sądzi, że niektóre z nich mogły mieć znaczenie kulturowe. Nie tylko ja sądzę, że chiński gawial, Hanyusuchus sinensis, mógł zostawić ślady w cywilizacji starożytnych Chin. Niektóre postaci z chińskiej mitologii, a być może nawet mity o smokach, mogły powstać pod wpływem tego zwierzęcia. To mógł być jedyny gad starożytnych Chin, który polował na ludzi, mówi uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po 50 latach NASA otwiera jedną z nienaruszonych dotychczas próbek księżycowego gruntu zebranych w czasie misji Apollo. Jej badania prowadzone są w ramach programu Artemis, powrotu człowieka na Srebrny Glob. Zrozumienie historii i ewolucji Księżyca w miejscach lądowania misji Apollo pozwoli nam przygotować się na próbki, które zostaną zebrane w miejscach lądowania misji Artemis, powiedział Thomas Zurbuchen, dyrektor Dyrektoriatu Misji Naukowych NASA.
      Otwierana właśnie próbka to ANGSA 73001, zebrana w grudniu 1972 roku przez Eugene'a Cernana i Harrisona Schmitta, uczestników misji Apollo 17. Pochodzi ona z doliny Taurus-Littrow. Pojemnik z zebranym materiałem został następnie zapieczętowany jeszcze na Księżycu w warunkach próżniowych. To jedna z dwóch próbek, które zostały zabezpieczone w ten sposób przed zabraniem ich na Ziemię. I pierwsza z otwartych. Druga partia zebranego wówczas materiału została zabezpieczone w sposób standardowy i oznaczona numerem 73002. Otwarto ją w roku 2019, a badania ujawniły interesujący wzorzec ziaren. Próbka ANGSA 73001 była przez ostatnich 50 lat przechowywana w specjalnej tubie próżniowej w kontrolowanym środowisku.
      Teraz uczeni chcą zbadać 73001. Podczas jej zbierania na Księżycu panowały niezwykle niskie temperatury, więc naukowcy mają nadzieję, że w próbce zachowały się substancje lotne. Ilość gazów w próbce jest prawdopodobnie bardzo mała. Jeśli uda się je odzyskać, uczeni będą chcieli zbadać je za pomocą nowoczesnych metod spektrometrii mas. Są one obecnie niezwykle czułe. Ponadto specjaliści z NASA będą mogli też podzielić gaz na mniejsze porcje i dostarczyć je różnym zespołom naukowym, prowadzącym inne rodzaje badań.
      Cały zaplanowany na wiele miesięcy proces otwierania próbki rozpoczął się 11 lutego. Najpierw ostrożnie otwarto tubę próżniową zawierającą pojemnik z próbką. W tubie nie stwierdzono obecności gazów, co daje nadzieję, że pojemnik pozostał szczelny. Przed dwoma tygodniami, 23 lutego, rozpoczęto zaś kilkutygodniowy proces powolnego przebijania pojemnika z próbką i zbierania znajdujących się tam gazów. Gdy gazy zostaną zebrane, naukowcy rozpoczną wydobywanie z pojemnika próbek skał i gleby.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fragment rakiety SpaceX uderzy w marcu w Księżyc, przewidują eksperci. Rakieta została wystrzelona w 2015 roku i wyniosła na orbitę satelitę NASA Deep Space Climate Observatory (DSCOVR). Po wypełnieniu misji jej drugi stopień znajdował się na chaotycznej orbicie. Astronom Bill Gray obliczył, że obecnie znajduje się on na kursie kolizyjnym ze Srebrnym Globem. Już w styczniu ten kosmiczny śmieć przeleciał blisko Księżyca, co zmieniło jego orbitę, mówi Gray.
      Uczony pracuje nad Project Pluto, oprogramowaniem, które pozwala na obliczanie trajektorii asteroidów i innych obiektów. Program ten jest używany w wielu finansowanych przez NASA projektach.
      Niedługo po tym, gdy okazało się, że fragment rakiety przeleciał w pobliżu Księżyca, Gray obliczył, że 4 marca rozbije się on po jego niewidocznej stronie, pędząc z prędkością 9000 km/h. Obliczenia Graya zostały potwierdzone obserwacjami astronomów-amatorów. Śledzę kosmiczne odpadki od około 15 lat. Tutaj będziemy mieli do czynienia z pierwszym przypadkiem, w którym stworzony przez człowieka obiekt uderzy w Księżyc w sposób niezaplanowany, mówi Gray.
      Astronom Jonathan McDowell nie wyklucza jednak, że do takich zdarzeń już dochodziło. W latach 60., 70. i 80. ludzkość pozostawiła na odległych orbitach okołoziemskich co najmniej 50 obiektów, których nie śledziliśmy. Teraz obserwujemy niektóre z nich. Ale wielu nie możemy znaleźć, nie ma ich tam, gdzie je zostawiliśmy, dodaje.
      Nie będziemy mogli obserwować w czasie rzeczywistym upadku fragmentu rakiety SpaceX na Księżyc. Jednak ważący cztery tony odpadek wybije w powierzchni Srebrnego Globu krater, który będzie można zauważyć za pomocą należącego do NASA Lunar Reconnaissance Orbitera lub indyjskeigo Chandrayaana-2. Jego zbadanie powie nam więcej o geologii Księżyca.
      Dotychczas ludzie celowo rozbijali obiekty na Srebrnym Globie. Robiono tak w ramach misji Apollo, by testować sejsmometry. W 2009 roku NASA celowo skierowała jeden ze stopni rakiety nośnej na biegun południowy Księżyca, szukając tam wody.
      Zdecydowana większość rakiet nie dociera jednak tak daleko. SpaceX odzyskuje pierwszy stopień rakiety nośnej, a drugi kieruje w stronę Ziemi, by rozpadł się i spłonął w atmosferze. Jednak specjaliści spodziewają się, że w przyszłości coraz więcej śmieci będzie opadało na powierzchnię Księżyca. USA i Chiny przygotowują się bowiem do coraz bardziej intensywnych prac na orbicie Srebrnego Globu i na jego powierzchni. Stany Zjednoczone już teraz planują budowę stacji na orbicie Księżyca.
      Specjaliści coraz częściej apelują o sprzątanie kosmicznych śmieci. Zwracają też uwagę, że odpadów pozostawionych na dalszych orbitach nikt nawet nie śledzi. W tej chwili nikt się tym nie zajmuje. Myślę, że najwyższy czas, by uregulować tę kwestię, mówi McDowell.
      Kosmiczne śmieci już stanowią poważny problem na niskich orbitach. Tylko należący do amerykańskiego Departamentu Obrony Space Surveillance Network śledzi obecnie ponad 27 000 odpadków krążących ponad naszymi głowami. A to tylko duże odpadki. Szacuje się, że na w pobliżu Ziemi krąży też około 500 tysięcy odpadków wielkości około centymetra oraz 100 milionów fragmentów wielkości pomiędzy milimetrem a centymetrem.
      Większość z tych pozostałości jest zbyt małych, by je śledzić. Są jednak na tyle duże i poruszają się z tak olbrzymią prędkością – na niskiej orbicie okołoziemskiej wynosi ona ponad 25 000 km/h – że stanowią coraz poważniejsze zagrożenie dla misji kosmicznych. We wrześniu 2020 roku na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ogłoszono alarm i została ona przesunięta, by uniknąć zderzenia z takim odpadkiem. To nie był zresztą pierwszy raz, gdy na ISS przeprowadzano taką operację.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Historia naszej planety, to historia 4,5 miliarda lat schładzania się. Dzięki temu, że Ziemia stygnie, uformowała się jej sztywna skorupa i mogło powstać życie. Jednocześnie dzięki temu, że nie wystygła, istnieją takie procesy jak tektonika płyt i wulkanizm. Gdy wnętrze planety wystygnie, te kluczowe procesy zatrzymają się. Nie wiemy jednak, jak szybko nasza planeta się wychładza i kiedy procesy przebiegające w jej wnętrzu zatrzymają się.
      Odpowiedzią na te pytania może dać zbadanie przewodnictwa cieplnego minerałów znajdujących się na granicy między jądrem a płaszczem Ziemi. To bardzo ważne miejsce, w którym lepkie skały mają bezpośredni kontakt z płynnym zbudowanym głównie z niklu i żelaza zewnętrznym jądrem. Gradient temperatury pomiędzy jądrem zewnętrznym a płaszczem jest bardzo duży, zatem potencjalnie może tam przepływać sporo ciepła. Warstwa graniczna zbudowana jest głownie z bridgmanitu.
      Profesor Motohiko Murakami ze Szwajcarskiego Instytutu Technologicznego w Zurichuy (ETH Zurich) wraz z naukowcami z Carnegie Institute for Science opracowali złożony system pomiarowy, który pozwolił im na wykonanie w laboratorium oceny przewodnictwa cieplnego bridgmanitu w warunkach ciśnienia i temperatury, jakie panują we wnętrzu Ziemi. Wykorzystali przy tym niedawno opracowaną technikę optycznego pomiaru absorpcji diamentu podgrzewanego impulsami laserowymi.
      Dzięki tej nowej technice wykazaliśmy, że przewodnictwo cieplne bridgmanitu jest około 1,5-razy większe niż się przyjmuje, mówi profesor Murakami. To zaś wskazuje, że przepływ ciepła pomiędzy jądrem a płaszczem jest większy. A większy przepływ ciepła oznacza, że konwekcja w płaszczu zachodzi szybciej i Ziemia szybciej się ochładza. Tektonika płyt może więc w rzeczywistości spowalniać szybciej, niż się obecnie przyjmuje.
      Grupa Murakami wykazała jednocześnie, że szybsze wychładzanie się płaszcza zmieni fazy minerałów na granicy jądra i płaszcza. Schładzający się bridgmanit zmieni się w minerał, który będzie jeszcze efektywniej przewodził ciepło, zatem stygnięcie Ziemi jeszcze bardziej przyspieszy.
      Wyniki naszych badań rzucają nowe światło na ewolucję dynamiki Ziemi. Wskazują, że Ziemia, podobnie jak Merkury czy Mars, schładza się szybciej i stanie się szybciej nieaktywna, wyjaśnia Murakami.
      Trudno jednak powiedzieć, ile czasu minie zanim ruchy konwekcyjne w płaszczu ustaną. Wciąż wiemy zbyt mało, by określić, kiedy do tego dojdzie, przyznają naukowcy. Żeby się tego dowiedzieć, uczeni muszą najpierw lepiej rozpoznać w czasie i przestrzeni procesy konwekcyjne w płaszczu. Ponadto muszą wiedzieć, jak rozpad pierwiastków radioaktywnych we wnętrzu Ziemi, który jest jednym z głównych źródeł ciepła, wpływa na dynamikę procesów płaszcza.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...