Nasz Księżyc wywrócił się na lewą stronę. Jak do tego doszło?

Jak podają naukowcy, Księżyc jest niezwykle zróżnicowanym ciałem niebieskim zarówno pod względem struktury, geologii, jak i form powierzchniowych. Mamy tutaj do czynienia ze względnie płaskimi bazaltowymi morzami księżycowymi, wyżynami, które powstały wskutek kosmicznych zderzeń, czy też bardzo licznymi kraterami uderzeniowymi. Jednakże poszczególne fragmenty powierzchni naszego satelity wydają się niejako przeczyć utartym teoretycznym założeniom.

Po widocznej stronie Księżyca znajduje się region, który jest "geochemicznie dziwny". Przez specjalistów został nazwany KREEP Terrane. Jest on bogaty w specyficzne i nieoczekiwane dla tego miejsca metale, czyli fosfor, potas i pierwiastki ziem rzadkich.

Jednocześnie obszar ten pokrywa się ze wspomnianymi bazaltowymi równinami, które z kolei bogate są w minerał zwany ilmenitem -  zbudowany jest z tytanu oraz żelaza i tworzy on gęste warstwy geologiczne. Co ciekawe, skały, które się znajdują pod tą pokrywą, są znacznie mniej gęste. Według założeń cięższe i gęstsze skały miały się "zatopić" we wnętrzu Księżyca.

Analizami powierzchni Srebrnego Globu postanowili zająć się Weigang Liang oraz Adriena Broqueta z University of Arizona. W tym celu przeanalizowali mapę grawitacyjną Księżyca i stworzyli szczegółowe symulacje.

Okazało się, że anomalie grawitacyjne występujące na powierzchni Księżyca są zgodne pod względem otrzymywanych wartości z gęstymi skałami wewnątrz Srebrnego Globu. Za anomalie odpowiada występowanie w warstwach geologicznych odpowiednich minerałów.

Jak piszą badacze w swoim artykule naukowym: "Ta interpretacja jest poparta przekonującym podobieństwem między obserwowanym wzorem, wielkością i wymiarami anomalii grawitacyjnych a przewidywaniami modeli geodynamicznych skumulowanych pozostałości zawierających ilmenit".

Idąc dalej, badacze sugerują, że miliony lat temu doszło do odwrócenia do góry nogami księżycowego płaszcza, wtedy kiedy Księżyc był jeszcze młody. Badacze nawet dokładnie stwierdzili, kiedy to zaskakujące wydarzenie miało miejsce - było to 4,22 miliarda lat temu, niedługo po tym jak uformował się Srebrny Glob.

Naukowcy mają kilka wyjaśnień, w jaki sposób doszło do "wywrócenia" powierzchni naszego satelity. W pierwszym, Księżyc, jako młode ciało niebieskie był jeszcze gorący i prawdopodobnie pokryty oceanem magmy. Po ochłodzeniu powstała skorupa oraz płaszcz - w procesie krystalizacji między skorupą a płaszczem tworzyły się gęste minerały takie jak ilmenit. Obszar KREEP ochłodził się znacznie później i funkcjonował jako zbiornik z magmą, w którym w późniejszym okresie tworzyły się odpowiednie minerały.

Kolejna teoria mówi, że cięższe minerały mogły opaść w głąb Księżyca, gdzie uległy upłynnieniu i powróciły na powierzchnię, "przewracając" płaszcz w tym procesie. Takie założenie wyjaśniałoby istnienie KREEP Terrane oraz bogate w tytan bazalty. Jednakże tutaj pierwiastki powinny być rozmieszczone względnie równomiernie w płaszczu Księżyca - nowe badania takich właściwości nie wykryły.

Wydaje się, że wyjaśnienie zagadki ma związek z Basenem Biegun Południowy-Aitken, który znajduje się po niewidocznej stronie satelity. Jest to pozostałość po gigantycznym uderzeniu, które pozostawiło krater pokrywający ponad jedną czwartą powierzchni Księżyca. Według specjalistów uderzenie to mogło doprowadzić do nagłej, gwałtownej migracji warstw KREEP i ilmenitu z dala od miejsca kontaktu, przesuwając skały o setki kilometrów.

Kolejne symulacje wykazały istnienie wielokątnego wzorca liniowych anomalii grawitacyjnych, które połączono z danymi zebranymi przez orbitery NASA Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL).

"Anomalie grawitacyjne potwierdzają przewidywania, że ostateczne zatonięcie tych gęstych materiałów przyjęło formę opadających warstw" - piszą naukowcy.

Dodają: "W ten sposób księżycowe pole grawitacyjne przechowuje krytyczny zapis obalenia płaszcza Księżyca, które było powszechnie postulowane jako jedno z kluczowych wydarzeń wczesnej historii Srebrnego Globu, ale którego szczegóły pozostały dotychczas nieznane".

Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Nature Geoscience.