Para ilmuwan telah menemukan titik panas di sisi jauh bulan

Para ilmuwan telah mengungkapkan bahwa bebatuan di bawah gunung berapi purba di sisi jauh bulan tetap hangat, menggunakan data dari pesawat ruang angkasa China yang mengorbit.

Mereka menunjuk ke lempengan granit besar yang dipadatkan dari magma di pipa geologis di bawah apa yang dikenal sebagai Kompleks Vulkanik Compton-Belkovichi.

“Saya akan mengatakan bahwa kita sedang memasang paku di peti mati dari fitur yang benar-benar vulkanik ini,” kata Matthew Siegler, seorang ilmuwan institut ilmu planet yang berbasis di Tucson, Arizona, yang memimpin penelitian tersebut. “Tapi yang menarik adalah fitur vulkanik yang mirip Bumi.”

Hasil yang keluar minggu lalu Dalam jurnal Nature, dia membantu menjelaskan apa yang terjadi dahulu kala di bawah bagian bulan yang aneh. Studi ini juga menyoroti potensi ilmiah dari data yang dikumpulkan oleh program luar angkasa China, dan bagaimana para peneliti di Amerika Serikat harus menghindari hambatan untuk menggunakan data tersebut.

Dalam penelitian ini, Dr. Siegler dan rekannya menganalisis data dari instrumen gelombang mikro di Chang’e-1, diluncurkan pada 2007, dan Chang’e-2, diluncurkan pada 2010, dua pesawat luar angkasa Tiongkok yang tidak lagi beroperasi. Karena kolaborasi langsung antara NASA dan China saat ini dilarang oleh Kongres dan penelitian tersebut didanai oleh hibah NASA, Dr. Siegler tidak dapat bekerja sama dengan para ilmuwan dan insinyur yang mengumpulkan data.

“Itu adalah batasan,” katanya, “karena kami tidak dapat memanggil teknisi yang membuat perangkat di China dan berkata, ‘Hei, bagaimana kami menafsirkan data ini?'” “Akan sangat menyenangkan jika kami mengerjakan ini dengan ilmuwan Tiongkok sepanjang waktu. Tapi kita tidak diperbolehkan melakukan itu. Tapi untungnya, mereka telah membuat beberapa database mereka menjadi publik.”

Dia mampu memanfaatkan keahlian seorang sarjana China, Jianqing Feng, yang telah bertemu dengan Dr. Siegler di sebuah konferensi. Dr. Feng sedang mengerjakan Proyek Eksplorasi Bulan di Akademi Ilmu Pengetahuan China.

“Saya menyadari bahwa menggabungkan data eksplorasi bulan dari berbagai negara akan memperdalam pemahaman kita tentang geologi bulan dan memberikan hasil yang menarik,” kata Dr. Feng melalui email. “Jadi, saya berhenti dari pekerjaan saya di China, pindah ke Amerika Serikat, dan bergabung dengan Planetary Science Institute.”

Kedua pengorbit China memiliki instrumen gelombang mikro, umum di banyak satelit cuaca yang mengorbit Bumi tetapi jarang di pesawat ruang angkasa antarplanet.

Jadi, data dari Chang’e-1 dan Chang’e-2 memberikan pandangan berbeda tentang Bulan, mengukur aliran panas hingga 15 kaki di bawah permukaan—dan terbukti ideal untuk menyelidiki keanehan Compton-Pelkovitch.

Secara visual, area tersebut terlihat biasa-biasa saja. (Bahkan tidak memiliki nama sendiri; penunjukan dengan tanda penghubung berasal dari dua kawah tumbukan terdekat, Compton dan Belkowitz.) Namun, daerah tersebut telah memesona para ilmuwan selama beberapa dekade.

Pada akhir 1990-an, David Lawrence, yang saat itu adalah seorang ilmuwan di Laboratorium Nasional Los Alamos, sedang mengerjakan data yang dikumpulkan oleh misi NASA Lunar Prospector dan mencatat Titik terang sinar gamma Memotret dari situs ini di sisi jauh Bulan. Energi sinar gamma, bentuk energi cahaya tertinggi, setara dengan torium, yang merupakan unsur radioaktif.

“Itu adalah salah satu tempat aneh yang menonjol seperti ibu jari yang sakit dalam hal kelimpahan thorium,” kata Dr. Lawrence, seorang ilmuwan planet yang sekarang berada di Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins di Maryland. “Saya seorang fisikawan. Saya bukan ahli geologi bulan. Tetapi bahkan sebagai seorang fisikawan, saya melihatnya dengan jelas dan berkata, ‘Nah, ini adalah sesuatu yang perlu dipelajari lebih lanjut.'”

Penemuan berikutnya terjadi setelah kedatangan Lunar Reconnaissance Orbiter NASA pada tahun 2009. Bradley L. Jolliffe, profesor ilmu bumi dan planet di Universitas St. Louis di Washington, memimpin tim Saya memeriksa foto-foto resolusi tinggi dari Compton Belkowitz.

Dr Jolliffe mengatakan apa yang mereka lihat “tampak mencurigakan seperti kaldera,” mengacu pada sisa-sisa tepi gunung berapi. “Jika Anda mempertimbangkan bahwa fitur-fitur ini berusia miliaran tahun, mereka terawetkan dengan sangat baik.”

Analisis yang lebih baru dipimpin oleh Catherine ShirleySekarang di University of Oxford di Inggris, gunung berapi tersebut diperkirakan berusia 3,5 miliar tahun.

Karena tanah bulan bertindak sebagai insulator yang baik, mengurangi perubahan suhu antara siang dan malam, emisi gelombang mikro sebagian besar mencerminkan fluks panas dari bagian dalam bulan. “Anda hanya perlu berjalan sekitar dua meter di bawah permukaan untuk berhenti melihat panas matahari,” kata Dr. Siegler.

Di Compton-Belkovitch, fluks panas mencapai 180 miliwatt per meter persegi, atau sekitar 20 kali tinggi rata-rata di sisi terjauh bulan. Skala ini sesuai dengan suhu kurang dari 10 derajat Fahrenheit sekitar enam kaki di bawah permukaan, atau sekitar 90 derajat lebih hangat dari tempat lain.

“Ini menonjol, karena panasnya dibandingkan dengan tempat lain di bulan,” kata Dr. Siegler.

Untuk menghasilkan panas dan sinar gamma thorium sebanyak ini, Dr. Siegler, Dr. Feng, dan peneliti lain menyimpulkan bahwa granit, yang mengandung unsur radioaktif seperti thorium, adalah sumber yang paling mungkin dan pasti ada banyak.

“Tampaknya secara khusus mengidentifikasi bahan apa yang ada di bawahnya,” kata Dr. Lawrence, yang merupakan salah satu peninjau di artikel Nature.

“Ini semacam puncak gunung es,” katanya tentang emisi sinar gamma asli. “Apa yang Anda lihat di Compton-Belkovich adalah semacam ekspresi dangkal dari sesuatu yang jauh lebih besar di bawahnya.”

Gunung berapi terlihat di tempat lain di Bulan. Dataran lava yang mengeras – kuda betina atau lautan basal – menutupi sebagian besar permukaan, sebagian besar di sisi dekat. Tapi Compton-Bilkovitch berbeda, mirip dengan beberapa gunung berapi di Bumi, seperti Gunung Fuji dan Gunung St. Helens, yang memuntahkan lava lebih kental.

Granit jarang ditemukan di tempat lain di tata surya. Di Bumi, granit terbentuk di daerah vulkanik di mana kerak samudra terdorong ke bawah benua oleh lempeng tektonik, kekuatan geologis yang mendorong sebagian kerak luar Bumi. Air juga merupakan komponen utama granit.

Tapi Bulan sebagian besar kering dan tidak memiliki lempeng tektonik. Batuan bulan yang dibawa kembali oleh astronot NASA lebih dari 50 tahun yang lalu hanya mengandung sedikit butiran granit. Tetapi data dari pengorbit Cina menunjukkan formasi granit dengan lebar lebih dari 30 mil di bawah Compton-Belkovitch.

“Sekarang kami membutuhkan ahli geologi untuk mengetahui bagaimana Anda dapat menghasilkan fitur semacam ini di Bulan tanpa air, tanpa lempeng tektonik,” kata Dr. Siegler.

Dr. Jolliffe, yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut, mengatakan bahwa makalah tersebut merupakan “kontribusi baru yang sangat bagus”. Dia mengatakan dia berharap NASA atau badan antariksa lainnya akan mengirim pesawat luar angkasa ke Compton-Belkovitch untuk melakukan pengukuran seismik dan mineralogi.

Misi semacam itu dapat membantu menguji gagasan tentang bagaimana gunung berapi terbentuk di sana. Salah satu hipotesisnya adalah segumpal material panas muncul dari mantel di bawah kerak bumi, seperti yang terjadi di bawah Kepulauan Hawaii.

Adapun Dr. Feng, visanya saat ini yang memungkinkan dia untuk bekerja di Amerika Serikat akan segera berakhir. Dia melamar yang baru, menjalani karir ilmiahnya di tengah perselisihan geopolitik antara AS dan China.

“Kami mulai mempelajari kemungkinan sistem granit lainnya di bulan sekarang,” katanya. “Selain itu, kami akan memperluas model kami untuk menjelajahi bulan es Jupiter. Jadi, saya mencoba untuk tinggal di Amerika Serikat selama mungkin.”