Ko so se astronavti odprave Apollo 17 leta 1972 vrnili na Zemljo, so s seboj prinesli vrsto vzorcev z območja Taurus Littrow. Del teh materialov je bil namenoma zapečaten in shranjen za prihodnje raziskave. Šele zdaj so raziskovalci dobili priložnost, da s sodobnimi metodami analizirajo enega od takšnih vzorcev, natančneje vsebino pogonske cevi, ki sta jo v lunina tla zabila astronavta Eugene Cernan in Harrison Schmitt.
Po več kot 50 letih so znanstveniki odkrili nekaj nepričakovanega – nenavadne izotope žvepla, ki se razlikujejo od tistih na Zemlji. Rezultati so bili objavljeni v reviji Journal of Geophysical Research: Planets, raziskavo pa je vodila skupina z Univerze Brown.
Analiza je pokazala, da vulkanski material v vzorcu vsebuje žveplove spojine, močno osiromašene z izotopom žvepla-33 (33S). To je eden od štirih stabilnih izotopov žvepla, vendar so vrednosti v luninem vzorcu precej drugačne od tistih, ki jih poznamo s površja Zemlje.
Profesor James Dottin z Univerze Brown, ki je vodil raziskavo, je pojasnil, da je skupina pričakovala podobne rezultate kot pri primerjavah izotopov kisika, ki kažejo močne podobnosti med Zemljo in Luno. “Namesto tega smo dobili povsem drugačno sliko, ki odpira nova vprašanja o geološki zgodovini Lune,” je dejal.
Vzorci, skrbno hranjeni v helijevi komori
Pogonska cev, iz katere so bili vzorci pridobljeni, je bila po vrnitvi z Lune hermetično zaprta v helijevi komori, da bi preprečili morebitno onesnaženje in ohranili prvotno stanje. Gre za del programa Apollo Next Generation Sample Analysis (ANGSA), v okviru katerega NASA postopoma omogoča raziskovalcem dostop do zapečatenih vzorcev.
Sodobna tehnologija, med drugim masna spektrometrija sekundarnih ionov, omogoča analize, ki v času Apolla niso bile izvedljive. Prav ta metoda je Dottinu omogočila natančno merjenje izotopskih razmerij v žveplu, kar je razkrilo presenetljive rezultate.
Dottin je pri raziskavi ciljal predvsem na vzorce, ki so kazali značilnosti vulkanskega izvora. Kot je povedal, je želel žveplo, ki se je izločilo skupaj s kamnino iz luninega plašča in ni nastalo zaradi poznejših procesov.
Ko so se pokazali podatki, ki so tako močno odstopali od znanih zemeljskih vrednosti, je bil presenečen. Po lastnih besedah je sprva dvomil, ali so meritve sploh pravilne, a ponovne analize so potrdile rezultate.
Možne razlage nenavadnega žvepla
Raziskovalci Univerze Brown navajajo dve glavni razlagi za odkritje. Ena možnost je, da gre za ostanke kemičnih procesov iz zgodnje zgodovine Lune, ko je imela morda kratkotrajno atmosfero. V takšnih razmerah bi ultravijolična svetloba lahko povzročila spremembe v izotopih žvepla, kar bi pustilo svojevrsten podpis v kamninah.
Druga razlaga je povezana z nastankom Lune. Prevladna teorija pravi, da je pred približno 4,5 milijarde let v Zemljo trčil objekt velikosti Marsa, imenovan Theia. Iz ostankov tega trka naj bi nastala Luna. Možno je, da je imelo žveplo iz Theie drugačne izotopske značilnosti od tistega na Zemlji, te razlike pa so se ohranile v luninem plašču.
Čeprav raziskava ne more dokončno potrditi, katera razlaga je pravilna, odkritje pomeni pomemben korak v razumevanju lunine zgodovine. Po besedah Dottina bi lahko nadaljnje analize vzorcev z drugih nebesnih teles, na primer z Marsa, pomagale razjasniti izvor teh razlik.
“Če bomo uspeli razbrati, kako so izotopski podpisi porazdeljeni po različnih telesih v Osončju, bomo lažje razumeli tudi proces njihovega nastanka,” je poudaril Dottin.
Dolgoročna vrednost vzorcev misij Apollo
Primer potrjuje, zakaj je bila odločitev NASA, da del vzorcev Apolla shrani za prihodnje generacije raziskovalcev, strateškega pomena. V času misij namreč znanost še ni imela metod in instrumentov, ki bi omogočali tovrstne podrobne analize.
Univerza Brown je v svojem sporočilu ob objavi raziskave poudarila, da so ti rezultati pokazali, kako dragoceni so arhivirani vzorci za razumevanje nastanka in razvoja Lune ter širšega Osončja.
Raziskava je izšla v Journal of Geophysical Research: Planets, pod naslovom “Endogeno, a eksotično žveplo v luninem plašču”. Podrobnosti kažejo, da bo vprašanje izotopskih razlik žvepla verjetno predmet številnih prihodnjih raziskav, saj ponuja vpogled v procese, ki so zaznamovali zgodnje faze razvoja našega naravnega satelita.
Univerza Brown je ob tem spomnila, da bodo v prihodnjih letih raziskovalcem na voljo še drugi zapečateni vzorci, ki bi lahko razkrili nove skrivnosti o geološki zgodovini Lune.
Foto: Pixabay
