În urmă cu cincizeci de ani, NASA și programul spațial sovietic au efectuat primele misiuni de returnare de mostre de pe Lună. Acestea au inclus roci lunare aduse pe Pământ de astronauții de pe Apollo și cele obținute de misiunile robotice care făceau parte din programul sovietic Luna.
Analiza acestor roci a dezvăluit foarte multe despre compoziția, formarea și istoria geologică a Lunii. În special, oamenii de știință au ajuns la concluzia că rocile s-au format în urma unor erupții vulcanice de acum mai bine de 3 miliarde de ani.
În ultimii ani, a avut loc o renaștere a explorării lunare, deoarece NASA și alte agenții spațiale au trimis misiuni robotizate pe Lună (în vederea pregătirii misiunilor cu echipaj). De exemplu, China a trimis pe Lună mai multe nave orbitale, de aterizare și rovere în cadrul programului Chang’e, inclusiv misiuni de returnare a unor mostre.
Un nou studiu condus de cercetători planetari de la Academia Chineză de Științe (CAS) a analizat eșantioane obținute de roverul Chang’e-5 datate cu 2 miliarde de ani în urmă.
Cercetarea lor ar putea oferi informații valoroase despre modul în care activitatea vulcanică a modelat suprafața lunară. Aceasta a a fost realizată de o echipă de la Institutul de Geologie și Geofizică al Academiei Chineze de Științe (IGGCAS), condusă de Su Bin, Yuan Jiangyan și Chen Yi – membri ai Laboratorului IGGCAS de Evoluție Litosferică și Fizică a Pământului și Planetelor. Acestora li s-au alăturat cercetători de la Institutul de Științe Lunare și Planetare (LPSI) de la Universitatea Nanjing și de la Centrul de Excelență în Planetologie Comparată al CAS.
Pe baza mostrelor returnate din misiunile Apollo și Luna, oamenii de știință au emis teoria că Luna a fost moartă din punct de vedere geologic în ultimii 3 miliarde de ani. Cu toate acestea, noile eșantioane de rocă lunară obținute de misiunea Chang’e-5 (și aduset pe Pământ în 2021) aveau o vechime de numai 2 miliarde de ani, ceea ce indică faptul că activitatea vulcanică a avut loc cu cel puțin un miliard de ani mai mult decât se preconiza anterior.
Fiind un corp mic și stâncos, căldura care a alimentat activitatea vulcanică pe Lună ar fi trebuit să se piardă cu mult înainte de apariția acestor erupții. Anterior, oamenii de știință au speculat că vulcanismul târziu ar fi putut fi determinat de un conținut ridicat de apă sau de descompunerea elementelor radioactive din mantaua lunară. Cu toate acestea, numeroasele analize efectuate pe mostrele obținute de roverul Chang’e-5 au exclus acest consens.
Pe baza analizei lor, cercetătorii au descoperit că mineralele cu puncte de topire scăzute din mantaua lunară ar fi putut permite comprimarea, ceea ce a dus la vulcanismul tânăr. Ei au descoperit că probele de magmă tânără aveau concentrații mai mari de oxid de calciu și de oxid de titan decât probele mai vechi de magmă Apollo.
Prezența acestor minerale, care se topesc mai ușor decât cumulatele minerale anterioare din mantaua lunară, înseamnă că vulcanismul ar fi fost determinat de gravitație și ar fi provocat răsturnarea materialului din manta. Analiza lor a arătat că procesul de comprimare al mantalei ar fi putut avea loc la adâncimi similare, dar la temperaturi mai scăzute, care ar fi produs totuși vulcani.
Aceste cercetări nu sunt diferite de ceea ce au aflat oamenii de știință planetari despre Marte în ultimii ani. Cu miliarde de ani în urmă, planeta roșie a avut mii de erupții la suprafața sa, dintre care unele au dus la apariția celor mai mari vulcani din Sistemul Solar (precum Olympus Mons). Oamenii de știință au bănuit că Marte a devenit moartă din punct de vedere geologic pe măsură ce interiorul său s-a răcit. Dar descoperiri recente indică faptul că este posibil ca aceasta să aibă încă o activitate vulcanică limitată.
Acest studiu prezintă prima explicație viabilă pentru vulcanismul tânăr de pe Lună care este compatibilă cu mostrele returnate de roverul Chang’e-5.