Po dziesiątkach lat obserwacji, misji załogowych i badań wiemy już całkiem sporo o naszym jedynym naturalnym satelicie, jednak pewne pytania nadal pozostają bez odpowiedzi. Czego jeszcze nie wiemy o Księżycu? Pierwszym pytaniem, na które naukowcy wciąż szukają odpowiedzi, jest dokładny wiek naszego satelity.
Na razie nie ma pewności co do szczegółów tego, w jaki sposób powstał, dlatego określenie wieku Księżyca jest tym bardziej kłopotliwe. Jednak tym przypadku oprócz teorii i symulacji komputerowych, naukowcy mają do dyspozycji próbki skał, które mogą pomóc w odpowiedzi na to pytanie… a może wręcz przeciwnie.
W opublikowanej w dwa tysiące siedemnastym roku pracy, badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego oszacowali, że Księżyc powstał cztery i pół miliarda lat temu, zaledwie sześćdziesiąt milionów lat po uformowaniu się Układu Słonecznego.
Autorzy wcześniejszych badań na ten temat proponowali podobne szacunki, zaś inne różniły się o dziewięćdziesiąt lub nawet sto czterdzieści milionów lat. Różnice te wynikają właśnie z rozbieżnych założeń na temat powstania Księżyca. Te, które opierają się na Teorii Wielkiego Zderzenia mówiącej o potężnej kolizji masywnej protoplanety z Ziemią, w wyniku której uformował się znamy na Srebrny Glob, dają podobne wyniki w kwestii jego wieku. Badania próbek skał zebranych podczas misji programu Apollo także nie dają jednoznacznej odpowiedzi. Wynika to z faktu, że przez miliardy lat Księżyc był bombardowany przez niezliczone asteroidy, których rozbite fragmenty wciąż pokrywają jego powierzchnię. Na ziemi jesteśmy chronieni przed takimi uderzeniami dzięki atmosferze, w której większość nieproszonych przybyszy z kosmosu spala się i nie dociera do powierzchni naszej planety.
W poszukiwaniach cyrkonu
Dlatego właśnie badacze musieli szukać innego rozwiązania zagadki wieku Księżyca. Zbadanie próbek skał zebranych z powierzchni naszego satelity nie pomogło w rozstrzygnięciu sporu, więc naukowcy musieli sięgnąć głębiej – i to dosłownie – do płaszcza Księżyca, gdzie znajduje się cyrkon – minerał wytworzony w czasie aktywności wulkanicznej, który eksperci określają jako najlepszą kapsułę czasu.
Poprzez analizę radiometryczną próbek zebranych przez załogę Apollo 14, badacze ustalili, że znaleziony cyrkon musi pochodzić właśnie z czasów, kiedy na Księżycu zastygał ocean magmy powstały w wyniku ogromnej energii zderzenia Ziemi z protoplanetą wielkości Marsa. Badacze wzięli pod uwagę także wpływ promieniowania kosmicznego na skały i wystawili próbki na działanie promieniowania o podobnej sile, by móc jak najdokładniej oszacować wiek naszego satelity. Autorka badania Melanie Barboni przyznała, że wynik, który uzyskali może odbiegać od rzeczywistego o zaledwie dziesięć milionów lat – to niezbyt dużo w skali ponad czterech i pół miliarda lat.
Kolejne pytanie bez odpowiedzi dotyczy czasu, kiedy wspomniana aktywność wulkaniczna wygasła i czy w ogóle tak się stało. Niektórzy naukowcy wierzą, że głęboko pod powierzchnią Księżyca wciąż ma miejsce aktywność tektoniczna, która powoduje okresowe kurczenie i rozszerzanie się księżyca. Badania poziomu napromieniowania próbek skalnych wykazały, że silnie radioaktywne pierwiastki, takie jak uran, tor i potas mogą przyczyniać się do wahania objętości powierzchni naszego satelity wraz ze zmianami temperatury, jednak wyniki tych badań nie wskazują jednoznacznie na proces wygasania aktywności wulkanicznej. To jedno z tych pytań, które zamiast odpowiedzi daje jedynie kolejne pytania, na które bez odpowiednich narzędzi i technologii nie będziemy w stanie jednoznacznie odpowiedzieć.
A co z magnetosferą Księżyca?
Badacze z Uniwersytetu Rutgersa zbadali próbki skalne zebrane podczas misji Apollo 15 w tysiąc dziewięćset siedemdziesiątym pierwszym roku pod kątem magnetyzmu. Wyniki analizy okazały się szokujące, ponieważ według nich Księżyc posiadał niegdyś równie silną magnetosferę co Ziemia. Na przykładzie próbki, której wiek datowano na jeden do dwóch i pół miliarda lat wykazano, że silne pole magnetyczne było generowane przez aktywne jądro młodego Księżyca. Dlaczego jednak wygasało tak długo aż w końcu zupełnie zanikło? Tego naukowcy wciąż próbują się dowiedzieć.
Wielką zagadkę dla badaczy stanowi szczególnie ciekawy region – Krater Aitken w pobliżu południowego bieguna ciemnej strony Księżyca
To trzeci pod względem wielkości krater uderzeniowy w Układzie Słonecznym, o średnicy dwóch i pół tysiąca kilometrów i głębokości około trzynastu kilometrów. Najprawdopodobniej to pozostałość po uderzeniu ogromnej asteroidy, która w wyniku siły zderzenia została dosłownie zakopana pod powierzchnią krateru, wywołując silniejsze przyciąganie grawitacyjne w tym obszarze. Nie wiadomo jednak, czy teoria o potężnej asteroidzie jest słuszna, czy krater ten ukształtował się w ten sposób w wyniku aktywności wulkanicznej. Badacze planują bliżej poznać ten tajemniczy obszar, jednak zbadanie co kryje się głęboko pod powierzchnią krateru wymagałoby ogromnego nakładu pracy i przede wszystkim czasu, który na bezludnej księżycowej pustyni jest niezwykle cenny.
Jeśli już mówimy o tak zwanej ciemnej stronie księżyca, to warto wspomnieć, że przez lata celem pierwszych misji kosmicznych sond była właśnie obserwacja tego obszaru, który tak naprawdę jest ‘ciemny’ tylko z naszej perspektywy. Księżyc obraca się w taki sposób, że jego druga strona zawsze zwrócona jest przeciwnie do Ziemi.
Pierwsze zdjęcie ciemnej strony Księżyca zostało wykonane w tysiąc dziewięćset pięćdziesiątym dziewiątym roku przez radziecką sondę Luna 3. Od tamtej pory obszar ten został sfotografowany, zmapowany i zbadany na wiele różnych sposobów, jednak wciąż nie ma pewności co do różnic pomiędzy stroną Księżyca zwróconą ku Ziemi i tą ciemną stroną. Badania gęstości skał pod powierzchnią wykazały, że po niewidocznej dla nas stronie grubość skorupy Księżyca jest większa aż o trzydzieści pięć kilometrów. Dlaczego? Nie wiadomo. Choć eksperci mają na ten temat kilka hipotez, to nadal szukają konkretnych dowodów, aby je poprzeć. Jak na razie niewidoczna strona Księżyca to wciąż jedna z jego największych tajemnic.