Wetenschappers lossen grote puzzel op in de geologie van de Maan
Nieuw onderzoek van de universiteit van Bristol werpt licht op de herkomst van titaniumrijke basaltmagma’s op de Maan.
Verrassend hoge concentraties van het element titanium (Ti) in delen van het maanoppervlak zijn bekend sinds de Apollo-missies van de NASA, uitgevoerd in de jaren ’60 en ’70, waarbij met succes gestolde, oude lavamonsters uit de korst van de Maan werden teruggestuurd.
Uit recentere karteringen met behulp van in een baan om de Maan draaiende satellieten blijkt dat deze magma’s, bekend als basalt met hoog Ti-gehalte, wijdverspreid voorkomen op de maandag in een reeks laboratoriumexperimenten bij hoge temperaturen met gesmolten gesteente en geavanceerde isotopenanalyse van maanmonsters hebben professor Tim Elliot van de universiteit van Bristol en zijn collega’s een kritische reactie geïdentificeerd die de samenstelling van deze kenmerkende magma’s controleert.
Deze reactie vond zo’n 3,5 miljard jaar geleden plaats in het diepe binnenste van de Maan, waarbij het element ijzer in het magma werd uitgewisseld met het element magnesium in de omringende rotsen, waardoor de chemische en fysische eigenschappen van de smelt werden gewijzigd.
“De oorsprong van vulkanische maangesteenten is een fascinerend verhaal over een “lawine” van een instabiel stapeling van kristallen op planetaire schaal, ontstaan door de afkoeling van een oermagma-oceaan,” zei professor Elliott.
“Centraal bij het inperken van deze epische geschiedenis is de aanwezigheid van een magmatype dat uniek is voor de Maan, maar het uitleggen hoe dergelijke magma’s zelfs naar de oppervlakte kunnen zijn gekomen om te worden bemonsterd door ruimtemissies, is een lastig probleem geweest. Het is geweldig dat dit dilemma is opgelost.”
“Tot nu toe zijn modellen er niet in geslaagd magmacomposities na te bootsen die overeenkomen met de essentiële chemische en fysische kenmerken van basalt met een hoog Ti-gehalte”, zegt dr. Martijn Klaver, onderzoeker aan het Instituut voor Mineralogie van de universiteit van Münster in Duitsland.
“Het is bijzonder moeilijk gebleken om hun lage dichtheden te verklaren, waardoor ze zo’n 3,5 miljard jaar geleden tot uitbarsting konden komen.”
“We zijn erin geslaagd om het basalt met een hoog Ti-gehalte in het proces in het laboratorium na te bootsen met behulp van experimenten bij hoge temperaturen”, aldus de onderzoekers.
“Metingen van basalt met een hoog Ti-gehalte brachten ook een kenmerkende isotopensamenstelling aan het licht die een vingerafdruk oplevert van de reacties die door de experimenten zijn gereproduceerd.”
De bevindingen zijn deze week in het tijdschrift Nature Geoscience gepubliceerd.
Artikel: M. Klaver et al. Titanium-rich basaltic melts on the Moon modulated by reactive flow processes. Nat. Geosci, published online January 15, 2024; doi: 10.1038/s41561-023-01362-5
Eerste publicatie: 16 januari 2024
Bron: sci-news
