Rezultati istraživanja koje je sproveo međunarodni tim istraživača, predvođen srpskom planetarnom naučnicom Anom Černok, ukazuju da bi jedan od najstarijih i najvećih kratera na Mesecu mogao biti formiran pre 4,2 milijarde godina – oko 300 miliona godina ranije nego što se dosad verovalo
Tekst: Đorđe Petrović / Milan Jenić
Formiranje i starost Mesečevih basena i kratera, koji su nastali za vreme velikih sudara tokom prvih 500 miliona godina istorije Sunčevog sistema, fascinirali su naučnike još od najranijih posmatranja Meseca. Utvrđivanje tačnog doba formiranja prvih kratera na Mesecu od suštinske je važnosti za određivanje starosti još „neuzorkovanih“ površina tela unutar Sunčevog sistema – kao što su površine Marsa, Merkura i Venere. Sem toga, događaji velikog uticaja, poput ovih u sistemu Zemlja–Mesec, gotovo sigurno su imali presudan značaj na životnu sredinu i pojavu života na ranoj Zemlji.
Od najranijih posmatranja, Serentitatis basen smatran je jednim od najstarijih velikih kratera na bližoj strani Meseca. Da bi se utvrdila tačna starost Mesečevih kratera, jedan od ciljeva misije Apolo bio je prikupljanje uzoraka stena za koje se verovalo da su nastale tokom masovnih udara koji su formirali velike basene poput ovog. Konkretno, misija Apolo 17 imala je zadatak da prikupi uzorke koji su povezani sa Serentitatis basenom.
Međutim, prethodne studije pokazale su da je većina uzoraka stena koji su prikupljeni tokom misije Apolo 17 (prikupljeno je oko 382 kg tokom sedam misija) verovatno nastala u mnogo mlađem udarnom događaju, kojim je formiran basen Imbrium. Vremenom se po kazalo da su raspršeni delovi ovog basena pokrili veliki deo bliže strane Meseca i time zapravo prikrili dokaze koji bi mogli da otkriju stvarnu starost basena Serentitatis – ukazujući da je u pitanju starost od oko 3,8 – 3,9 milijardi godina. Time smo stekli uvid u to da je većina velikih kratera formirana u kratkom periodu, poznatom pod nazivom Lunarna kataklizma (Late Heavy Bombardment).
Međutim, međunarodni tim istraživača, predvođen srpskom planetarnom naučnicom dr Anom Černok, došao je do novih otkrića koja su omogućila preciznije utvrđivanje starosti basena Serentitatis. Zahvaljujući važnom uzorku, sakupljenom kod stanice 8 misije Apolo 17, istraživači su ponudili dokaze koji ukazuju da je Serentitatis stvoren pre 4,2 milijarde godina – odnosno 300 miliona godina ranije nego što se do ovog otkrića pretpostavljalo.
„Dugo vremena proveli smo gledajući ovaj fascinantni uzorak pokušavajući da odgonetnemo složenost njegove radiogene starosti“, ističe dr Černok, koja je pokrenula ovu studiju još kao stipendista ‘Marija Kiri’ fonda Evropske unije na Otvorenom univerzitetu (gde je trenutno počasna saradnica). „Od kada je kolekcija uzoraka Apolo 17 doneta, teško nam je bilo da utvrdimo njihovu neposrednu vezu sa basenom Serentitatis, jer nije bilo jednostavno razlučiti uzorke koji su nastali prilikom formiranja Imbrium-a od onih koji svoje postojanje duguju Serentitatis-u.“
Zato su svoje istraživanje usmerili „na proučavanje fosfatnih minerala u Mesečevim uzorcima, koji istovremeno nose dragocene informacije o zastupljenosti vode i apsolutnoj starosti“, navodi dr Maheš Anand, jedan od vodećih autora studije i profesor Planetarnih nauka i istraživanja i glavni istraživač (PI) Apolo uzorka na Otvorenom univerzitetu (Velika Britanija). „Na osnovu najnovijih strukturnih analiza i preciznog određivanja apsolutne starosti minerala fosfata koji su manji od mikrometra, uspeli smo da napravimo korelaciju između udarnog događaja od pre 4,2 milijarde godina i nastanka basena Serentitatis.“
Mapa hemijskog sastava Apolo 17 stene (uzorak broj 78236). Još kada ga je astronaut prvi put uzorkovao, opisao je da ova stena sadrži približno 50% minerala plagioklasa (plava boja) i 50% piroksena (zelena). Ovakav sastav je potom zaista i potvrđen daljim hemijskim analizama čak i na znatno manjim uzorcima (uzorak na slici je svega 3 mm). Danas analiziramo minerale fosfate svega nekoliko mikrometara velike (crvene na mapi) za određivanje tačne starosti uzoraka. (Izvor: dr Ana Černok)
Drugo značajno otkriće koje nam donosi ova studija, objavljena nedavno u prestižnom naučnom časopisu Nejčer, govori o tome da je ovaj uzorak pretrpeo još jedan udarac mlađeg tipa, koji se dogodio pre oko 500 miliona godina. Ovakvi kasniji uticaji retko su do sada bili zabeleženi na Mesečevim uzorcima, a ovaj je konkretno bio previđen u mnogobrojnim prethodnim studijama. Kroz interdisciplinarni kolaborativni pristup, naučni tim je integrisao laboratorijske rezultate sa lunarnim podacima daljinske detekcije minerala i numeričkim modeliranjem impaktnih udara, što je otkrilo da ovaj mlađi udar može biti u vezi sa formiranjem kratera Dawes, koji se nalazi oko 140 km od mesta sletanja misije Apolo 17.Video Player00:0000:11
Uzorak minerala apatita veličine 400nm ispitan atomskom sondom na Univerzitetu Kurtin (Australija). Ovom metodom određuje se hemijski sastav materijala na atomskom nivou. Na slici su predstavljeni samo atomi magnezijuma (radi pojednostavljene slike), koji ukazuju na kompleksnu građu ovog minerala. Da mineral nije višestruko pogođen impaktima, njegova struktura i hemijski raspored elemenata bili bi ravnomerni. (Izvor: dr Ana Černok)
„Nova studija naglašava značaj pažljivog čuvanja uzoraka i ponovljene analize probranih uzorka korišćenjem najsavremenijih analitičkih tehnika i metoda“, kaže dr Li Vajt, jedan od članova tima dr Černok i istraživač saradnik na Otvorenom univerzitetu. „Sem toga, ona nam otkriva neizmerni potencijal proučavanja materijala nanometarske veličine, što može biti od velikog značaja za buduća proučavanja prikupljenih uzorka sa asteroida Benu ili sa Marsa.“