Maan kuu vaelsi akselilta miljardeja vuosia sitten, tutkimustulokset

Moonsorrow - 02 - Vihreällä Valtaistuimella (Saattaa 2019).

Anonim

Uusi tutkimus, joka julkaistiin tänään Luonnossa, kertoi harvinaisesta tapahtumasta - että maapallon hitaus siirtyi hitaasti alkuperäisestä akselistaan ​​noin 3 miljardia vuotta sitten.

Planetaattori Matt Siegler Southern Methodist Universityssä Dallasissa ja hänen kollegansa tekivät löytöä tutkimalla NASA-tietoja, joiden tiedetään ilmaisevan kuun polaarista vetyä. Orbitaalisten instrumenttien havaitsema vety on oletettu olevan auringon piilossa jääneenä, kuun pohjois- ja etelä-pylväitä ympäröivissä kraattereissa. Altistuminen suoralle auringonvalolle aiheuttaa jään kiehumista avaruuteen, joten tämä jää - ehkä miljardien vuosien ikäinen - on hyvin herkkä merkkinä kuun menneisyydestä.

Kuun nykyisen pohjois- ja etelä-pylvään jännäinen kompensointi oli ristiriitainen indikaattori Siegleriin ja kehotti häntä kokoamaan asiantuntijaryhmän tarkastelemaan tarkemmin NASAn Lunar Prospectorin ja Lunar Reconnaissance Orbiterin tehtäviä. Tilastollinen analyysi ja mallinnus paljastavat, että jään siirtyy jokaisella napalla samalla etäisyydellä, mutta täsmälleen vastakkain.

Tämä tarkka vastusta osoittaa kuun akselia - kuvitteellinen napainen, joka kulkee pohjoiseen etelään sen keskellä ja jonka ympärillä kuu pyörii - siirtyi vähintään kuusi astetta, todennäköisesti yli miljardi vuotta, sanoi Siegler.

"Tämä oli yllättävää löytöä. Meillä on taipumus ajatella, että taivaan esineet ovat aina olleet tapaa, jolla niitä tarkastelemme, mutta tässä tapauksessa kasvoille, jotka ovat niin tuttuja meille - ihminen kuuhun - muuttui", sanoi Siegler, joka on myös tiedemies Planetary Science Instituutissa, Tucson, Ariz.

"Miljardeja vuosia sitten kuumennuksen kuun sisätiloissa aiheutti kasvot, joita näemme siirtymään ylöspäin, sillä napa muuttui fyysisesti", hän sanoi. "Se olisi kuin maapallon siirtyminen Etelämantereesta Australiaan, sillä napa muuttui, kuun mies käänsi nenäänsä maan päällä".

Löytö ilmestyy tänään luonnontieteellisessä lehdessä artikkelissa, "Lunar-todellinen polaarinen vaeltava päätelmä polaarisesta vedystä". Sieglerin ensisijaiset kirjailijat ovat astrofysiikka Richard S. Miller, professori Alabama Huntsvillen yliopistosta ja Arizonan yliopiston jatko-opiskelija James T. Keane.

Hyvin harvoja planeetta-elimiä, joiden tiedetään siirtävän pysyvästi akselinsa

Planetaariset elimet asettuvat akseliinsa massansa perusteella: Planeetan raskaat paikat heiluttavat sen päiväntasaajia kohti, kevyempää kohtaa kohti napaa. Harvinaisissa joukkomuutoksissa ja aiheuttaa planeetta siirtymään akselinsa päälle, tutkijat viittaavat ilmiöön "todellisena polaarisena vaeltajana".

Lunar-polaarisen vaelun löytäminen tuo kuun sisäänkäynnin äärimmäisen yksinomaiseen klubiin. Ainoat muut planeettakunnat, jotka teoriittivat pysyvästi siirtymään akselinsa sijaintiin, ovat Maa, Mars, Saturnuksen kuu Enceladus ja Jupiterin kuu Europa.

Mikä asettaa kuun erilleen on sen polaarinen jään, joka näyttää tehokkaasti "maalaa" polun, jota pitkin sen pylväät liikkuvat.

Miljardeja vuosia sitten, kuun muutos massa oli sisäinen - siirtyminen suuren, yhden vaipan "plume". Muinainen tulivuoren aktiivisuus noin 3, 5 miljardia vuotta sitten suli osuuden kuun vaipasta, aiheuttaen sen kuplia ylös sen pinnalle, kuten kyyhkytyslavan lamppu. Luotettava: James Keane, U of Arizona ">

Kuun akseli alkoi todennäköisesti muuttua noin 3 miljardia vuotta sitten

Maapallolla uskotaan, että polaarinen vaellus on tapahtunut mannerlevyjen liikkumisen vuoksi. Polar-vaellus Marsilla johtui raskasta vulkaanista aluetta. Kuun massamuutos oli sisäinen - suuren, yhden vaipan muutos "plume". Muinainen tulivuoren aktiivisuus noin 3, 5 miljardia vuotta sitten suli osuuden kuun vaipasta, aiheuttaen sen kuplien ylös sen pinnalle, kuten vuohi ajelehtivat ylöspäin laavakammioissa.

"Kuulalla on yksi ainoa kuoren alue, suuri basalttikenttä nimeltä Procellarum, jossa radioaktiiviset elementit päätyivät kuun muodostamiseen", Siegler sanoi. "Tämä radioaktiivinen kuori toimi kuten uunin broileri, joka lämmitti vaipan alla."

Osa materiaalista suli, muodostaen tummat laastarit, joita me näemme yöllä, jotka ovat muinaisia ​​lava, hän sanoi.

"Tämä jättiläinen möykky kuuma vaipan oli kevyempi kuin kylmä vaipan muualla", Siegler sanoi. "Tämä muutos massa aiheutti Procellarumin - ja koko kuun - siirtymisen."

Kuuri todennäköisesti siirsi akselinsa noin 3 miljardia vuotta sitten tai enemmän, menee hitaasti miljardin vuoden kuluttua, Siegler sanoi, syövyttämällä polun jäänsä.

Ajan myötä akseli muutti 125 mailia tai 200 kilometriä - noin puolet etäisyydestä Dallasista Houstoniin tai yhtä suuri kuin etäisyys Washington DC: stä Philadelphiaan.

Yli 200 miljardin vuoden liikkuminen merkitsee, että kuu olisi vaeltanut 126 senttimetrin välein tai 1 senttimetrin joka 50 vuoden välein. Tämä etäisyys on iso juttu kuu, joka on vain noin neljäsosa maan halkaisijasta, Siegler sanoi.

Neutronit voivat osoittaa veden tai jään läsnäolon

Polar-vaellus selittää, miksi kuu näyttää menettäneen paljon jäänsä.

Siegler vertailee todellista polaarista vaeltaa pitämään lasia, joka on täynnä vettä. Useimmat planeetat ovat kuin tasaiset kädet, joissa on lasia, niiden akseli ei muutu ja vesi pysyy paikallaan. Planeetta, jonka massa on muuttumassa, on kuin kääntyvä käsi, mikä aiheuttaa sen akselin siirtymisen ja veden kaatumisen. Samoin, kun maapallon kuu muutti akseliaan, suurin osa sen jäästä lakkasi piiloutua auringosta ja kadotettiin.

Kirjoittaja Richard Miller piirusti kuun jäljellä olevan jään käyttämällä NASAn Lunar Prospector -tehtävän tietoja, jotka kiertelivät kuun vuosilta 1998-1999. Jään läsnäolo johtuu mittaamalla kuun pinnasta tulevien neutronien energiaa. NASA: n satelliittien, mukaan lukien neutronipektrometri, mitatut neutronit, jotka vapautuvat kuusta tähtien hiukkasten sateesta, tiedemiehet kutsuvat kosmisia säteitä. Pienet energian neutronit osoittavat vetyä, hallitsevaa molekyyliä vedessä ja jäässä.

"Kartat osoittavat neljä keskeistä piirrettä", sanoi Siegler ja hänen kollegansa. "Ensinnäkin suurimman vetymäärän siirtyminen kuun nykyisestä kiertoakselista on noin 5, 5 astetta, toiseksi vedyn parannukset ovat samanlaisia ​​suuruudelta molemmissa napeissa, kolmanneksi epäsymmetriset parannukset eivät korreloi odotusten kanssa nykyisestä termisestä tai pysyvästi varjostettu ympäristö ja viime kädessä ja merkittävästi polaarisen vedyn spatiaaliset jakaumat näyttävät olevan lähes epäsopivaa. "

Lunarjää on ikivanha aika kapseli; voi olla vastauksia syviin mysteereihin

Sieglerin löytö avaa oven lisää löytöjä entistä syvemmän kysymyksen ympärille - mysteeri siitä, miksi on vettä kuun ja maan päällä. Tieteellinen teoria, joka ympäröi aurinkokunnan muodostumista, ei ole voinut muodostua paljon lähempänä auringosta kuin Jupiter, Siegel sanoi.

"Emme tiedä, mistä maapallon vesi on peräisin. Se näyttäisi tulevan ulkoisesta aurinkokunnasta hyvin maan ja kuun muodostamisen jälkeen", hän sanoi. "Jää muissa elimissä, kuten kuu tai elohopea, saattaisi antaa meille vihjeen sen alkuperälle."

Tosiasiallinen kuunjää korreloi niin hyvin todellisen polaarisen vaelun kanssa, merkitsee sitä, että se ennustaa tämän liikkeen, Siegler sanoi, mikä tekee jäästä hyvin vanhan.

"Jää voi olla aika-kapseli samasta lähteestä, joka toimitti alkuperäisen veden maapallolle", hän sanoi. "Tämä on ennätys, jota emme ole maapallolla." Earth on uudistanut itsensä niin monta kertaa, ettei vanha ole jäljellä täällä. "Muinaisen jäätä kuusta voisi antaa vastauksia tähän syvään mysteeriin."

Muita tieteellisiä kirjoittajia ovat Matthieu Laneuville, David A. Paige, Isamu Matsuyama, David J. Lawrence, Arlin Crotts ja Michael J. Poston.

menu
menu