Farvevariationer på månen afslører tilstedeværelsen af titan og antyder, hvordan månens overflade forvitret.
Billeder fra Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) Wide Angle Camera (WAC) afslører et kort over månen, der viser en skattekiste af områder rige på titanmalm.
Månekortet kombinerer billeder i synlige og ultraviolette bølgelængder. Specifikke mineraler reflekterer eller absorberer visse dele af det elektromagnetiske spektrum, så bølgelængderne opdaget af LROC WAC hjælper forskere med bedre at forstå den kemiske sammensætning af månens overflade. Tilstedeværelsen af titan giver ledetråde om månens indre.
Klik på billedet for en udvidet visning.
Forbedret farvemosaik, der viser grænsen mellem Mare Serenitatis og Mare Tranquillitatis. Den relative blå farve af Mare Tranquillitatis skyldes højere forekomster af det titanholdende mineral ilmenit. Billedkredit: NASA / GSFC / Arizona State University
Mark Robinson fra Arizona State University og Brett Denevi fra Johns Hopkins University præsenterede disse resultater 7. oktober 2011 på det fælles møde på den europæiske planetariske videnskabskongres og det amerikanske astronomiske selskabs afdeling for planetariske videnskaber.
Robinson sagde:
Når man ser op på månen, ser dens overflade malet med grå nuancer - i det mindste for det menneskelige øje. Men med de rigtige instrumenter kan månen fremstå farverig. Marierne ser nogle steder rødlige ud og blå andre. Selvom de er subtile, fortæller disse farvevariationer vigtige ting om månens overflades kemi og udvikling. De angiver overflod af titanium og jern samt en månens jordens modenhed.
Robinson og hans team brugte tidligere Hubble-rumteleskopebilleder til at kortlægge titanium omkring et lille område centreret på landingsstedet Apollo 17. Prøver omkring stedet spredte sig over en lang række titaniumniveauer. Ved at sammenligne Apollo-dataene fra jorden med Hubble-billederne fandt teamet, at titaniumniveauerne svarede til forholdet mellem ultraviolet og synligt lys, der reflekteres af månens jord.
Robinson sagde:
Vores udfordring var at finde ud af, om teknikken ville arbejde på tværs af brede områder, eller om der var noget specielt ved Apollo 17-området.
Robinsons team konstruerede en mosaik fra omkring 4.000 LRO WAC-billeder indsamlet over en måned. Ved hjælp af den teknik, de havde udviklet med Hubble-billedet, brugte de WAC-forholdet mellem lysstyrken i ultraviolet og synligt lys for at deducere titanforekomst, sikkerhedskopieret af overfladeprøver samlet af Apollo- og Luna-missioner.
Det nye kort viser, at i hoppen varierer titanforekomster fra ca. en procent (svarende til Jorden) til lidt mere end ti procent.
Robinson sagde:
Vi forstår stadig ikke rigtig, hvorfor vi finder meget højere forekomster af titan på månen sammenlignet med lignende klippetyper på Jorden. Hvad månens titanrigdom fortæller os er, at månens indre havde mindre ilt, da den blev dannet, viden om, at geokemister værdsætter for at forstå månens udvikling.
Månetitanium findes mest i mineralet ilmenit, en forbindelse, der indeholder jern, titan og ilt. Fremtidige minearbejdere, der bor og arbejder på månen, kunne nedbryde ilmenit for at befri disse elementer. Derudover viser Apollo-data, at titanrige mineraler er mere effektive til at tilbageholde partikler fra solvinden, såsom helium og brint. Disse gasser ville også give en vital ressource for fremtidige menneskelige indbyggere i månekolonier.
De nye kort kaster også lys over, hvordan rumvejr ændrer månens overflade. Over tid ændres månens overfladematerialer af påvirkningen af ladede partikler fra solvinden og højhastighedsmikrometeoritpåvirkninger. Sammen arbejder disse processer med at pulverisere sten til et fint pulver og ændre den kemiske overfladekomposition og dermed dens farve. For nylig udsatte klipper, såsom stråler, der kastes rundt om slagkratere, forekommer blåere og har højere refleksion end mere moden jord. Over tid mørkner og rødder dette "unge" materiale og forsvinder i baggrunden efter ca. 500 millioner år.
Robinson sagde:
En af de spændende opdagelser, vi har gjort, er, at virkningen af vejrforhold vises meget hurtigere i ultraviolet end i synlige eller infrarøde bølgelængder. I LROC-ultraviolette mosaikker forekommer endda kratere, som vi troede var meget unge, relativt modne. Kun små, meget nyligt dannede kratere dukker op som frisk regolit udsat for overfladen.
Det mørke haloedede krater, Giordano Bruno, i det øverste centrum antages at være ret ung og har således stadig en tydelig UV-signatur. Billedkredit: NASA / GSFC / Arizona State University
Mosaikerne har også givet vigtige ledetråde til, hvorfor måneformede svirvler - fortløbende egenskaber forbundet med magnetfelter i måneskorpen - er meget reflekterende. De nye data antyder, at når et magnetfelt er til stede, afleder det den ladede solvind, bremser vejrprocessen og resulterer i en lys virvel. Resten af månens overflade, som ikke drager fordel af et magnetfelts beskyttelsesskjold, forvitres hurtigere af solvinden. Dette resultat kan antyde, at bombardement med ladede partikler kan være vigtigere end mikrometeoritter ved forvitring af månens overflade.
Til venstre: LROC WAC-mosaik centreret på månens hvirvel Reiner Gamma. Højre: tilsvarende UV / synligt lysforhold. Billedkredit: NASA / GSFC / Arizona State University
Nederste linje: Et kort over månen ved hjælp af synlige og ultraviolette bølgelængdebilleder fra Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) vidvinkelkamera (WAC) viser tilstedeværelsen af titanium. Ultraviolette mosaikker afslører også oplysninger om vejrforhold. Mark Robinson fra Arizona State University og Brett Denevi fra Johns Hopkins University præsenterede disse resultater 7. oktober 2011 på det fælles møde på den europæiske planetariske videnskabskongres og det amerikanske astronomiske selskabs afdeling for planetariske videnskaber.