Månens geologiske historie avsløres

Den japanske månesonden Kaguya (SELENE) har gitt ny innsikt og kunnskap om månens geologi. I tre artikler publisert i tidsskriftet Science, viser forskerne blant annet hvordan gravitasjonen varierer på månens overflate, hvordan den vulkanske aktiviteten har variert, og hvorfor det er lite sannsynlig at det finnes flytende vann under månens overflate.

Månens topografi sett fra den japanske romsonden Kaguya (SELENE). Vi kan se at baksiden (venstre halvdel av bildet) har en ganske annerledes topologi enn fremsiden (høyre halvdel av bildet). Foto: Hiroshi Araki et al. 2009, Science

Kagya-sonden (eller SELENE, Selenological and Engineering Explorer, som den også er kjent som) ble skutt opp av den japanske romorganisasjonen JAXA i september 2007. Ett av hovedmålene til sonden er å gjøre geologiske målinger av månen.

Fordi månen ikke har noen atmosfære og dermed ikke noe vær, og heller ingen geologisk aktivitet, så har geologien på vår eneste naturlige satelitt vært bortimot uforandret siden solsystemet oppstod. Månen kan derfor inneholde viktige ledetråder for å finne ut hvordan solsystemet oppstod og utviklet seg i sin barndom. Men månen har noen uvanlige egenskaper som har vært vanskelige å studere så langt.

Månen roterer rundt sin akse en gang i løpet av en runde rundt jorden. Derfor ser vi alltid den samme siden av månen her på jorden. Men dette gjør også at vi ikke får observert månens bakside fra jorden. Til det trenger vi romsonder som kan gå i bane rundt månen. For å få observasjonene overført tilbake til jorden med en gang, har Kaguya en liten hjelpesatelitt, som går i en mye høyere bane enn hovedsatelitten, og sender observasjonene gjort med hovedsatelitten tilbake til jorden. Hjelpesatelitten er plassert slik at den er synlig både fra jorden og hovedsatelitten samtidig, slik at data kan overføres til jorden selv om hovedsatelitten "gjemmer" seg bak månen.

Variasjoner i gravitasjonen

En gruppe med forskere fra Kyushu Universitetet i Fukuoka, Japan, målte hvordan gravitasjonen på månen varierer, spesielt rundt nedslagskraterne på månens bakside. Etter hvert som gravitasjonen varierer, blir Kaguya dratt nærmere eller dyttet lenger vekk fra månen. Dette påvirker videre signalet som hovedsatelitten sender til hjelpesatelitten, og forskerne kan dermed kartlegge variasjonen.

Månen er dekket av nedslagskratere som den har fått fra kollisjoner med kometer og asteroider. På fremsiden av månen har disse ofte platå-lignende områder med uvanlig høy gravitasjon ("positivt avvik") og består av en type stein, kalt masconer, som har høyere tetthet enn ellers. På månens bakside klarte ikke forskerne å finne noen tegn på at denne type stein befinner seg der. Istedet fant de konsentriske ringer med positive-negative-positive gravitasjonsavvik i bunnen av nedslagskraterne. Mekanismene bak dette mønsteret tyder på at månens bakside var kaldere enn fremsiden da månen var ung. Hvorfor temperaturen til månen har variert slik er et av spørsmålene som det gjenstår å finne svar på.

Vulkanske forskjeller

Et annet forskerteam fra Tohokuu Universitetet i Sendai, Japan, har undersøkt hvordan lagene rett under overflaten på månen ser ut ved hjelp av et radarinstrument ombord Kaguya. Siden det ikke er noe vann på månens overflate, kan radiostråling fra radaren trenge ned i de øvre delen av måneskorpen, antakeligvis ned mot noen få kilometer inn i måneskorpen.

På månens fremside så forskerne på en av de karakteriske, mørke slettene, Mare Serenitatis. Flere hundre meter under overflaten, fant de et tynt lag med løst, sammenstyrtet fjellmasse, med tykke basaltiske lavalag over og under. Dette laget tyder på at månen har gjennomgått en roligere periode i forhold til vulkansk aktivitet i sin barndom. Forskerne tror dette har skjedd mellom 3,55 og 2,84 millarder år siden.

Kaguya har også observert områder som har blitt formet av vulkansk aktivitet på månens bakside. Ved å se på antall nedslagskratere, kan man anslå hvor gamle vulkanene er. Disse observasjonene antyder at den vulkanske aktiviteten på månen stanset opp for 2,5 milliarder år siden.

Flytende vann lite sannsynlig

Kaguyas kartlegging av månens overflate har også bidratt til at forskerne nå tror det er lite sannsynlig at det finnes flytende vann noe sted på månen, heller ikke under overflaten. Ved å se på detaljerte målinger av månens topologi, kunne forskerne måle "grovheten" til overflaten og videre beregne stivheten til måneskorpen. Hvis det befant seg rennende vann under overflaten, ville skorpen ha vært litt fleksibel, men det er den ikke. Overflaten er rett og slett for stiv til at det kan befinne seg flytende vann der, selv langt ned i bakken.

Forskerne håper nå at den nye kunnskapen om månens overflate vil kunne hjelpe dem med å forstå overflaten til Mars. Overflaten til Mars har en grovhet som ligger omtrent midt i mellom månens og jordens. Dette kan tyde på at flytende vann har vært vanlig tidligere, men at overflaten til Mars er veldig tørr nå.

Kilde: Science, 13/2-09, Volume 323

By Silje Bjølseth
Published Aug. 13, 2012 3:31 PM - Last modified Aug. 31, 2012 11:01 AM