Chinese Chang’e 4 kijkt tot 40 meter diep in de bodem van de Maan

De ondergrondse stratigrafie van de Maan
De ondergrondse stratigrafie zoals die is gezien door de radar aan boord van de maanrover Yutu-2 op de verre zijde van de Maan. Credit: CNSA

Iets meer dan een jaar na de landing onthult de Chinese Chang’e 4 missie nog steeds nieuwe geheimen over de verre zijde van de Maan. Op 26 februari 2020 verscheen er een nieuw artikel in het tijdschrift Science Advances over wat er zich in de bodem van de Maan afspeelt.

De Chang’e 4 missie landde op 3 januari 2019 op de bodem in het oostelijke deel van de Van Karman krater. Deze krater bevindt zich in de buurt van de zuidpool van de Maan. Direct na de landing werd de maanrover Yutu-2 uitgezet. Yutu-2 is uitgerust met de Lunar Penetrating Radar (LPR) die de ondergrond waar de rover overheen rijdt kan onderzoeken.

De Chinese wetenschappers ontdekten dat de penetratiediepte op de plek van de landing van de Changé 4 veel groter is dan de doordringdiepte die de radar van de eerdere Chang’e 3 missie aan de nabije zijde van de Maan. De ondergrond op de Chang’e-4 locatie is veel transparanter voor radiogolven. Deze kwalitatieve waarneming suggereert een totaal verschillende geologische samenstelling tussen de twee landingsplekken.

De Chinese onderzoekers gebruikten de LPR om radiogolven diep in de bodem van de Maan te zenden. Door gebruik te maken van een hoogfrequent signaal van 500 MHz bereikte men een diepte van 40 meter. Dit is drie keer meer dan de LPR op de landingsplek van de Chang’e 3 bereikte. Aan de hand van de gegevens konden de onderzoekers een geschatte afbeelding van de stratigrafie van de ondergrond maken. (Stratigrafie is een vakgebied binnen de aardwetenschappen dat zich bezighoudt met bestudering van de volgorde van opeenvolgende gesteentelagen, met als doel aardlagen te dateren en beschrijven. In dit geval dus de ondergrondse lagen van de Maan.)

Ondanks de goede kwaliteit van de radaropnames die Yutu-2 over een afstand van 106 meter heeft gemaakt zorgen de ruimtelijke verdeling en de vorm van de radarbeelden er voor dat het enorm lastig is om geologische structuren te identificeren.

De onderzoekers combineren de radarafbeeldingen met tomografische data (Onder tomografie wordt verstaan het op non-invasieve wijze maken van een tweedimensionale afbeelding die een doorsnede weergeeft van een driedimensionaal object. Dat object kan een menselijk lichaam, een dier, een plant of een dood voorwerp zijn.) en de kwantitatieve analyse van de ondergrond. Ze concludeerden dat de ondergrond voornamelijk bestaat uit een poreuze granulaire materialen waarin zich rotsen van verschillende afmetingen bevinden. Dit is vermoedelijk het resultaat van een jong en turbulent zonnestelsel in wording waarin er frequent meteoren en ander ruimtepuin op de Maan insloeg. Vanuit de inslaglocatie is er materiaal naar andere gebieden verspreid waardoor er een bekraterd oppervlak ontstond bovenop een ondergrond die uit verschillende lagen bestaat.

De radardata die de LPR gedurende de eerste twee dagen op de Maan (een dag op de Maan komt overeen met 14 aardse dagen) hebben tot de eerste elektromagnetische afbeelding geleid van de ondergrondse structuur aan de verre zijde van de Maan.

Het onderzoek dat wordt gedaan met de LPR leidt tot nieuwe inzichten over de geologische evolutie van de verre zijde van de Maan, aldus de Chinese wetenschappers.

Artikel: The Moon’s farside shallow subsurface structure unveiled by Chang’E-4 Lunar Penetrating Radar. Chunlai Li1,2, Yan Su1,2,*, Elena Pettinelli3,*, Shuguo Xing1,*, Chunyu Ding4, Jianjun Liu1,2, Xin Ren1, Sebastian E. Lauro3, Francesco Soldovieri5, Xingguo Zeng1, Xingye Gao1, Wangli Chen1, Shun Dai1, Dawei Liu1, Guangliang Zhang1, Wei Zuo1,2, Weibin Wen1, Zhoubin Zhang1, Xiaoxia Zhang1 and Hongbo Zhang1

 

Eerste publicatie: 29 februari 2020
Bron: spacedaily en anderen