Các biến thể màu sắc trên mặt trăng cho thấy sự hiện diện của titan và gợi ý cách bề mặt mặt trăng phong hóa.
Hình ảnh từ Máy ảnh Góc rộng Trinh sát Mặt trăng (LROC) (WAC) tiết lộ bản đồ mặt trăng cho thấy một kho báu gồm các khu vực giàu quặng titan.
Bản đồ mặt trăng kết hợp hình ảnh theo bước sóng nhìn thấy và tia cực tím. Các khoáng chất cụ thể phản ánh hoặc hấp thụ một số phần nhất định của phổ điện từ, do đó các bước sóng được phát hiện bởi LROC WAC giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về thành phần hóa học của bề mặt mặt trăng. Sự hiện diện của titan mang lại manh mối về nội thất mặt trăng.
Bấm vào hình ảnh để xem mở rộng.
Khảm màu tăng cường cho thấy ranh giới giữa Mare Serenitatis và Mare Tranquillitatis. Màu xanh tương đối của Mare Tranquillitatis là do sự phong phú cao hơn của ilmenit khoáng chất chứa titan. Tín dụng hình ảnh: NASA / GSFC / Đại học bang Arizona
Mark Robinson của Đại học bang Arizona và Brett Denevi của Đại học Johns Hopkins đã trình bày những kết quả này vào ngày 7 tháng 10 năm 2011, tại cuộc họp chung của Đại hội Khoa học Hành tinh Châu Âu và Phòng Khoa học Hành tinh Hoa Kỳ về Khoa học Hành tinh.
Robinson nói:
Nhìn lên mặt trăng, bề mặt của nó xuất hiện sơn màu xám - ít nhất là với mắt người. Nhưng với các dụng cụ phù hợp, mặt trăng có thể xuất hiện đầy màu sắc. Maria xuất hiện màu đỏ ở một số nơi và màu xanh ở những nơi khác. Mặc dù tinh tế, những biến thể màu sắc này cho chúng ta biết những điều quan trọng về hóa học và sự tiến hóa của bề mặt mặt trăng. Chúng chỉ ra sự phong phú của titan và sắt, cũng như sự trưởng thành của đất mặt trăng.
Robinson và nhóm của ông trước đây đã sử dụng hình ảnh Kính viễn vọng Không gian Hubble để lập bản đồ titan xung quanh một khu vực nhỏ tập trung vào khu vực hạ cánh Apollo 17. Các mẫu xung quanh trang web kéo dài một loạt các mức titan. Bằng cách so sánh dữ liệu Apollo từ mặt đất với hình ảnh Hubble, nhóm nghiên cứu nhận thấy mức độ titan tương ứng với tỷ lệ của tia cực tím với ánh sáng khả kiến được phản chiếu bởi các loại đất mặt trăng.
Robinson nói:
Thách thức của chúng tôi là tìm hiểu xem liệu kỹ thuật này có hoạt động trên các khu vực rộng lớn hay liệu có điều gì đặc biệt ở khu vực Apollo 17 hay không.
Đội Robinson Robinson đã xây dựng một bức tranh khảm từ khoảng 4.000 hình ảnh LRO WAC được thu thập trong hơn một tháng. Sử dụng kỹ thuật mà họ đã phát triển với hình ảnh Hubble, họ đã sử dụng tỷ lệ WAC của độ sáng trong tia cực tím với ánh sáng khả kiến để suy ra sự phong phú của titan, được hỗ trợ bởi các mẫu bề mặt được thu thập bởi các nhiệm vụ của Apollo và Luna.
Bản đồ mới cho thấy rằng trong mê cung, lượng titan dồi dào từ khoảng một phần trăm (tương tự Trái đất) đến hơn mười phần trăm.
Robinson nói:
Chúng tôi vẫn không thực sự hiểu tại sao chúng ta tìm thấy lượng titan trên mặt trăng dồi dào hơn nhiều so với các loại đá tương tự trên Trái đất. Điều mà sự giàu có của mặt trăng làm cho chúng ta biết là bên trong mặt trăng có ít oxy hơn khi nó được hình thành, kiến thức mà các nhà địa lý học đánh giá cao để hiểu được sự tiến hóa của mặt trăng.
Lunar titan được tìm thấy chủ yếu trong ilmenit khoáng sản, một hợp chất có chứa sắt, titan và oxy. Những người khai thác trong tương lai sống và làm việc trên mặt trăng có thể phá vỡ ilmenite để giải phóng những yếu tố này. Ngoài ra, dữ liệu của Apollo cho thấy các khoáng chất giàu titan có hiệu quả hơn trong việc giữ lại các hạt từ gió mặt trời, như helium và hydro. Những khí này cũng sẽ cung cấp một nguồn tài nguyên quan trọng cho cư dân tương lai của các thuộc địa mặt trăng.
Các bản đồ mới cũng làm sáng tỏ cách thời tiết không gian thay đổi bề mặt mặt trăng. Theo thời gian, các vật liệu bề mặt mặt trăng bị thay đổi do tác động của các hạt tích điện từ gió mặt trời và các tác động của thiên thạch micromet tốc độ cao. Các quá trình này cùng nhau hoạt động để nghiền đá thành bột mịn và thay đổi thành phần hóa học bề mặt và do đó màu của nó. Những tảng đá lộ ra gần đây, chẳng hạn như các tia được ném ra xung quanh các miệng hố va chạm, có vẻ xanh hơn và có độ phản xạ cao hơn đất trưởng thành hơn. Theo thời gian, vật liệu trẻ tuổi của người Viking này bị tối và đỏ, biến mất vào nền sau khoảng 500 triệu năm.
Robinson nói:
Một trong những khám phá thú vị mà chúng tôi đã thực hiện là các hiệu ứng của thời tiết xuất hiện nhanh hơn nhiều trong tia cực tím so với các bước sóng khả kiến hoặc hồng ngoại. Trong khảm cực tím LROC, ngay cả các miệng hố mà chúng ta nghĩ còn rất trẻ có vẻ tương đối trưởng thành. Chỉ những miệng núi lửa nhỏ, được hình thành gần đây mới xuất hiện dưới dạng regolith tươi lộ ra trên bề mặt.
Miệng núi lửa tối, Giordano Bruno, ở trung tâm phía trên được cho là còn khá trẻ và do đó vẫn có một dấu hiệu UV khác biệt. Tín dụng hình ảnh: NASA / GSFC / Đại học bang Arizona
Các bức tranh khảm cũng đã đưa ra manh mối quan trọng về lý do tại sao xoáy mặt trăng - đặc điểm tội lỗi liên quan đến từ trường trong lớp vỏ mặt trăng - có tính phản xạ cao. Dữ liệu mới cho thấy rằng khi có từ trường, nó làm chệch hướng gió mặt trời tích điện, làm chậm quá trình phong hóa và dẫn đến một vòng xoáy sáng. Phần còn lại của bề mặt mặt trăng, không được hưởng lợi từ lá chắn bảo vệ của từ trường, bị gió mặt trời phong hóa nhanh hơn. Kết quả này có thể gợi ý rằng việc bắn phá bằng các hạt tích điện có thể quan trọng hơn các thiên thạch micromet trong việc làm phong hóa bề mặt mặt trăng.
Trái: Khảm LROC WAC tập trung vào vòng xoáy mặt trăng Reiner Gamma. Phải: tỷ lệ UV / ánh sáng nhìn thấy tương ứng. Tín dụng hình ảnh: NASA / GSFC / Đại học bang Arizona
Điểm mấu chốt: Bản đồ của mặt trăng, sử dụng hình ảnh bước sóng có thể nhìn thấy và cực tím từ Máy ảnh góc rộng Nguy hiểm thám hiểm mặt trăng (LROC), cho thấy sự hiện diện của titan. Khảm cực tím cũng tiết lộ thông tin về thời tiết. Mark Robinson của Đại học bang Arizona và Brett Denevi của Đại học Johns Hopkins đã trình bày những kết quả này vào ngày 7 tháng 10 năm 2011, tại cuộc họp chung của Đại hội Khoa học Hành tinh Châu Âu và Phòng Khoa học Hành tinh Hoa Kỳ về Khoa học Hành tinh.