Çin Bilimler Akademisi (IGCAS) Jeokimya Enstitüsü ve Shandong Üniversitesi’nden ortak bir araştırma ekibi, ilk kez kristal hematiti (α-Fe) tanımladı.2O3) ve maghemit (γ-Fe2O3) Çin’in Chang’e-6 misyonu tarafından Güney Kutbu-Aitken (SPA) Havzasından alınan ay toprağı örneklerinde büyük bir çarpma olayı sonucu oluşmuştur. Bu bulgu, şu tarihte yayınlanmıştır: Bilim Gelişmeleri 14 Kasım’daki gözlem, ay yüzeyindeki yüksek düzeyde oksitlenmiş materyallere ilişkin doğrudan numuneye dayalı kanıt sağlıyor.
Redoks reaksiyonları ve ay oksidasyonunun gizemi
Redoks reaksiyonları gezegen oluşumunun ve evriminin temel bir bileşenidir. Bununla birlikte bilimsel çalışmalar, ne Ay’ın iç kısmındaki oksijen kaçakçılığının ne de Ay yüzeyi ortamının oksidasyonu desteklediğini göstermiştir. Bununla tutarlı olarak, Ay’daki çok değerlikli demir öncelikle demir (Fe) formunda bulunur.2+) ve metalik (Fe0) devletler, genel olarak azaltılmış bir durumu önermektedir. Bununla birlikte, Ay’ın daha fazla araştırılmasıyla, görünür-yakın-kızılötesi spektroskopisi kullanılarak yapılan son yörüngesel uzaktan algılama çalışmaları, Ay’ın yüksek enlem bölgelerinde hematitin yaygın olarak bulunduğunu ortaya koydu.
Ayrıca, Chang’e-5 örnekleri üzerinde yapılan daha önceki araştırmalar ilk olarak darbenin oluşturduğu mikron altı manyetiti (Fe) ortaya çıkardı.3O4) ve Fe’nin kanıtı3+ darbe gözlüklerinde. Bu sonuçlar, dış etkilerden kaynaklanan ay yüzeyi modifikasyon süreçleri sırasında ay üzerinde lokalize oksitleyici ortamların var olduğunu göstermektedir.
Ancak bu araştırma ilerlemesine rağmen, aydaki hematit gibi güçlü oksitleyici minerallere ilişkin kesin mineralojik kanıtlar elde edilmesi zor kalmıştı. Ek olarak, oksidasyon süreçlerinin kapsamı ve ay yüzeyindeki karakteristik oksitlenmiş minerallerin yaygınlığı uzun süredir yoğun tartışma konuları olmuştur.
SPA Havzası örnekleri yeni kanıtları ortaya koyuyor
Son derece karmaşık darbe ölçekleri ve frekansları ile güneş sistemindeki en büyük ve en eski çarpma havzalarından biri olan SPA Havzası, ay yüzeyindeki oksidasyon reaksiyonlarını incelemek için ideal bir doğal laboratuvar sunmaktadır. 2024 Chang’e-6 misyonuyla SPA Havzasından toprak örneklerinin başarılı bir şekilde geri getirilmesi, büyük darbe olayları sırasında oluşan yüksek oranda oksitlenmiş maddeleri arama fırsatı sundu.
Araştırma ekibi ilk kez Chang’e-6 ay toprağında mikron boyutunda hematit taneleri tespit etti. Mikro alan elektron mikroskobu, elektron enerji kaybı spektroskopisi ve Raman spektroskopisinin bir kombinasyonu yoluyla, bu hematit parçacıklarının kristal yapısını ve benzersiz oluşum özelliklerini doğruladılar ve minerallerin karasal kirleticilerden ziyade birincil Ay bileşenleri olduğunu doğruladılar.
Çalışma, hematit oluşumunun ay tarihindeki büyük çarpma olaylarıyla yakından bağlantılı olduğunu öne sürüyor. Büyük darbelerin oluşturduğu aşırı sıcaklıklar yüzey malzemelerini buharlaştırarak geçici, yüksek oksijen fugasiteli bir buhar fazı ortamı yaratacaktır. Aynı zamanda bu süreç troilitin kükürtten arındırılmasına da neden olacaktı; açığa çıkan demir iyonları daha sonra yüksek fugasiteli ortamda oksitlendi ve buhar fazında depozisyona tabi tutularak mikron boyutunda kristal hematit oluşturuldu. Bu hematit, manyetik manyetit ve maghemit ile bir arada bulunur.
Ay manyetizması ve evrimi için çıkarımlar
Özellikle, kuzeybatı SPA Havzası’ndakiler de dahil olmak üzere ay yüzeyindeki yaygın manyetik anormalliklerin kökeni yeterince açıklanamamıştır. Oksidasyon süreçleri ile manyetik taşıyıcı minerallerin oluşumu arasındaki yakın ilişki göz önüne alındığında, bu çalışma, bu ay manyetik anormalliklerinin taşıyıcılarını ve evrimsel tarihini açıklığa kavuşturmak için örnek bazlı önemli kanıtlar sunmaktadır.
Bu araştırma, ay yüzeyinin tamamen küçültüldüğü yönündeki uzun süredir devam eden inanca meydan okuyor. Aynı zamanda Ay’ın manyetik anormalliklerinin evrimini ve büyük çarpma olaylarının altında yatan mekanizmaları çözmek için önemli ipuçları sunuyor ve böylece Ay’ın evrimi konusundaki anlayışımızı geliştiriyor.
