Το παλαιότερο ορυκτό ζιρκονίου αποκαλύπτει λεπτομερώς την ιστορία του σχηματισμού της Σελήνης

Πηγή: ScienceNews, 27 Μαρτίου 2009

Ένα μικρό θραύσμα ορυκτού μέσα σε ένα πέτρωμα που συλλέχθηκε από τη Σελήνη το 1972 δίνει στους επιστήμονες μια σημαντική ένδειξη ότι η επιφάνεια του δορυφόρου μας ήταν, στο μεγαλύτερο τμήμα της, στερεοποιημένη εδώ και 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια.

Ένας μικροσκοπικός κρύσταλλος ζιρκονίου (πλάτους μόλις 0.5 χιλιοστά) και ηλικίας 4.4 δισεκατομμυρίων ετών, που βρέθηκε μέσα σε ένα σεληνιακό βράχο είναι το παλαιότερο γνωστό αντικείμενο στο ηλιακό μας σύστημα. 

Παλαιότερες μελέτες έδειχναν ότι η Σελήνη σχηματίστηκε από θραύσματα που εκτοξεύθηκαν στο διάστημα μετά την πρόσκρουση ενός αντικειμένου στο μέγεθος του Άρη πάνω στη Γη, πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Έκτοτε, αφού πέρασαν πολλά εκατομμύρια έτη, η επιφάνεια της Σελήνης - που μέχρι τότε ήταν καλυμμένη από ένα παχύ στρώμα τηγμένων βράχων - στερεοποιήθηκε, όπως εξηγεί ο Alexander Nemchin, γεωχημικός ισοτόπων στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Curtin στο Bentley της Αυστραλίας.

Έντονες αναλύσεις σεληνιακών πετρωμάτων που έφθασαν στη Γη με τις αποστολές Απόλλων,  πρόσφεραν κάποιες γενικές ενδείξεις σχετικά με το πότε σχηματίστηκε ο φλοιός της Σελήνης, αλλά οι τεχνικές που είχαν χρησιμοποιηθεί εμφάνιζαν μεγάλα περιθώρια σφάλματος, σημειώνει ο Alexander Nemchin.

Τελευταία, ο Nemchin και οι συνάδελφοι του χρησιμοποίησαν μια τεχνική χρονολόγησης με βάση το ουράνιο για να μελετήσουν εξονυχιστικά ένα κρύσταλλο ζιρκονίου πλάτους μόνο 0.5 χιλιοστών ενσωματωμένος μέσα σε ένα σεληνιακό βράχο, που είχε συλλεχθεί από τους αστροναύτες της αποστολής Απόλλων το Δεκέμβριο του 1972.

Τελικά η χρονολόγηση έδειξε ότι αυτός ο μικροσκοπικός κρύσταλλος του ζιρκονίου είναι περίπου 4.417 δισεκατομμυρίων ετών, όπως γράφουν στο περιοδικό Nature Geoscience οι ερευνητές. Και παρόλο που το πλάτος του φτάνει τα 0.5 χιλιοστά ο κρύσταλλος θεωρείται σχετικά μεγάλος για ορυκτό ζιρκονίου.

Η εκτίμηση αυτή καθιστά τον μικροσκοπικό κρύσταλλο το αρχαιότερο γνωστό ορυκτό ζιρκονίου που σχηματίστηκε σε οποιοδήποτε αντικείμενο σε μέγεθος πλανήτη σε ολόκληρο το ηλιακό μας σύστημα. Μάλιστα, είναι κατά δέκα εκατομμύρια χρόνια αρχαιότερο από το παλαιότερο που έχει βρεθεί στη Γη.

Τα ορυκτά που είναι πλούσια σε ζιρκόνιο, κρυσταλλοποιούνται μόνο αφού το 80-85% ενός όγκου λιωμένου πετρώματος έχει στερεοποιηθεί. Έτσι, καθορίζοντας την ηλικία του ζιρκονίου της Σελήνης, οι επιστήμονες έχουν τη δυνατότητα να εκτιμήσουν πόσο γρήγορα σχηματίστηκε ο φλοιός του δορυφόρου της Γης.

Τα νέα ευρήματα υποδεικνύουν πως η επιφάνεια της Σελήνης στερεοποιήθηκε το πολύ 100 εκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό της. Οι ηλικίες των σεληνιακών ζιρκονιούχων πετρωμάτων που αναγνωρίστηκαν σε άλλες μελέτες έδειξαν πως μικρό μέρος του φλοιού του δορυφόρου μας παρέμεινε τηγμένο για άλλα 200-400 εκατομμύρια χρόνια.

"Τέτοιους είδους πραγματικά δεδομένα σαν και αυτά χρειάζονται οι επιστήμονες για να βελτιώσουν τα μοντέλα της ψύξης", λέει ο Randy L. Korotev, σεληνιακός γεωχημικός στο Πανεπιστήμιο Ουάσινγκτον στο St. Louis. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το Lunar Prospector στα τέλη της δεκαετίας του 1990, που στρεφόταν γύρω από τη Σελήνη,  δείχνουν πως οι τοποθεσίες τις οποίες επισκέφθηκαν οι αποστολές Απόλλων ανήκαν στην ομάδα των τελευταίων που στερεοποιήθηκαν.

Η δημιουργία του ηλιακού συστήματος συνεχίζει να αποτελεί μυστήριο για τον άνθρωπο. Οι αστρονόμοι, όμως, έχουν καταλήξει στη θεωρία του δίσκου αερίων και της ανακυκλωμένης αστρικής σκόνης (ό,τι απέμεινε μετά την υπερκαινοφανή έκρηξη των άστρων στην γειτονιά μας), που περιστρεφόταν γύρω από το νεοσχηματισθέν άστρο μας. Η σκόνη και τα αέρια σχηματίζουν σταδιακά, υποκύπτοντας στις βαρυτικές δυνάμεις, εννέα πλανήτες με σταθερές τροχιές.

Στην πρώτη φάση δημιουργίας του Ηλιακού συστήματος, που οι συγκρούσεις ανάμεσα στα ουράνια σώματα που περιφέρονταν γύρω από τον Ήλιο ήταν συνηθισμένο φαινόμενο, η Γη δεν είχε πάρει την τελική μορφή της, ούτε είχε δορυφόρο.

Σύμφωνα με τους πλανητικούς επιστήμονες, οι πυρήνες των πρωτοπλανητών που συγκρούστηκαν συγχωνεύτηκαν και έφτιαξαν τη Γη, όπως την ξέρουμε σήμερα. Ένα όμως μικρό μέρος των επιφανειακών στρωμάτων της εκτοξεύθηκε στο διάστημα μετά την σύγκρουση της νεαρής Γης με ένα σώμα σαν τον Άρη. Μέσα δε σε μερικές δεκαετίες αυτά τα επιφανειακά στρώματα συμπυκνώθηκαν σε ένα σφαιρικό σώμα, που αποτέλεσε τον φυσικό δορυφόρο της Γης, την Σελήνη.

Η Σελήνη αποτελεί από μόνη της απόδειξη μιας σοβαρής πλανητικής σύγκρουσης. Η Γη διαθέτει ελαφρά πετρώματα στην επιφάνειά της και τεράστιο πυρήνα σιδήρου. Η Σελήνη από την άλλη δε διαθέτει σχεδόν καθόλου σίδηρο. Αυτό εξηγείται από τα επιστημονικά μοντέλα, που θεωρούν τη Σελήνη σαν αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των επιφανειακών στρωμάτων που βρέθηκαν στο διάστημα.