Νέα ανάλυση δειγμάτων από την αποστολή Chang’e-6 ανατρέπει δεκαετίες «πεποιθήσεων» σχετικά με τη χημεία της Σελήνης, αποκαλύπτοντας για πρώτη φορά την ύπαρξη αιματίτη (hematite) και μαγχαμίτη (maghemite) στο σεληνιακό έδαφος της περιοχής South Pole–Aitken στη μακρινή πλευρά της Σελήνης.
Η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι, παρά την κυρίαρχη θεωρία ότι η Σελήνη είναι ένα σχεδόν πλήρως αναγωγικό περιβάλλον με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, υπήρξαν στιγμιαίες οξειδωτικές συνθήκες, πιθανώς δημιουργημένες από τεράστιες πρόσκρουσεις που απελευθέρωσαν οξυγόνο και μεταμόρφωσαν προσωρινά τις τοπικές συνθήκες.
Αναθεώρηση ενός μακροχρόνιου σεναρίου
Εδώ και δεκαετίες, οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι η Σελήνη σχηματίστηκε από υλικό του «μανδύα» της Γης μετά από μια βίαιη σύγκρουση με έναν πλανήτη μεγέθους Άρη.
Τα στοιχεία από τον σεληνιακό φλοιό υποστήριζαν αυτό το σενάριο, ενώ η επιφάνεια, υπό συνεχή βομβαρδισμό ηλιακών σωματιδίων και χαμηλά επίπεδα οξυγόνου, θεωρούνταν πολύ «σκληρή» για να σχηματιστούν οξειδωμένα ορυκτά όπως ο αιματίτης. Ακόμη και ενδείξεις από δείγματα Apollo περί φάσεων σιδήρου Fe³⁺ είχαν απορριφθεί ως μολύνσεις κατά την επιστροφή στη Γη. Αν και δορυφορικά δεδομένα έδειχναν αιματίτη κοντά στους πόλους, η επιστημονική κοινότητα παρέμενε επιφυλακτική.
Η ανακάλυψη της Chang’e-6 παρέχει πλέον αδιαμφισβήτητη μεταλλολογική απόδειξη: τα δείγματα περιέχουν μικρομετρικά σωματίδια σιδήρου σε τρισθενή μορφή, επιβεβαιωμένα με φασματοσκοπία Raman, ηλεκτρονική μικροσκοπία και μετρήσεις απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων.
Στο δείγμα εδάφους τριών γραμμαρίων εντοπίστηκαν εννέα μικροσκοπικοί κόκκοι με τρισθενή σίδηρο. Ένας αιματίτης μικροσκοπικών διαστάσεων βρέθηκε επάνω σε κόκκο τρουλίτη, με στρωματοειδή διάταξη: αιματίτης πάνω σε τρουλίτη, με μαγνητίτη και μαγχαμίτη να ενώνουν τα δύο ορυκτά. Το λεπτό γυάλινο στρώμα από πυρίτιο και οξυγόνο πιθανότατα συμπυκνώθηκε από ατμό, και οι κρυσταλλικές δομές ταιριάζουν με γνωστές διατάξεις αιματίτη.
Η πλέον πιθανή εξήγηση είναι οι μεγάλοι κρατήρες πρόσκρουσης. Κατά την πρόσκρουση, οι θερμοκρασίες ξεπερνούν τους 700°C, προκαλώντας απελευθέρωση οξυγόνου από τα ορυκτά. Ο τρουλίτης χάνει θείο και ο σίδηρος αντιδρά με το ελεύθερο οξυγόνο, σχηματίζοντας οξείδια σιδήρου. Η περιοχή της Chang’e-6 έχει επηρεαστεί από πλήθος μεγάλων προσκρούσεων, καθιστώντας την ιδανική για την διατήρηση αυτών των οξειδωμένων φάσεων.
Επιβίωση για δισεκατομμύρια χρόνια
Ο αιματίτης και ο μαγχαμίτης διατηρήθηκαν πιθανώς λόγω της τοποθεσίας στη μακρινή πλευρά, όπου υπάρχουν λιγότερες ηφαιστειακές καλύψεις και μικρότερη ένταση ηλιακού ανέμου, που διαφορετικά μειώνει τον Fe³⁺ σε Fe²⁺. Οι μαγνητικές ανωμαλίες μπορεί να παρέχουν επιπλέον προστασία.
Τα ευρήματα αλλάζουν την αντίληψη για τη σεληνιακή χημεία και τη δυναμική της επιφάνειας, παρέχοντας νέα δεδομένα για τον τρόπο που οι τεράστιες προσκρούσεις επηρεάζουν τα ουράνια σώματα. Τα οξειδωμένα ορυκτά μπορεί να αποτελέσουν στόχο για μελλοντικές αποστολές και δείχνουν ότι ακόμη και πλανήτες χωρίς ατμόσφαιρα μπορούν να παρουσιάσουν σημαντικές χημικές μεταβολές υπό τις σωστές συνθήκες.
