Księżycowy wulkan zataił swój wiek

W 1971 roku załoga Apollo 15 sfotografowała z orbity wokół Księżyca dziwną geologiczną strukturę, którą nazwano: Ina. Niektórzy z planetologów sugerowali, że Ina jest dowodem na wybuch wulkanu na Księżycu, który nastąpił w ciągu ostatnich 100 milionów, czyli mniej więcej miliard lat po tym, gdy według teorii powinna już zaniknąć aktywność wulkaniczna na tym obiekcie.

Najnowsze badania, którymi kierowali geolodzy z Brown University w Providence (Rhone Island, USA) sugerują, że prawdziwy wiek tej zagadkowej struktury jest dużo większy niż wskazuje jej wygląd. W publikacji, która ukazała się w czasopiśmie „Geology” (jej pierwszym autorem jest doktorant z Chin, Le Qiao, przebywający na stażu w Brown University), udowadniają, że struktura uformowała się na skutek erupcji około 3,5 miliarda lat temu, czyli w podobnym czasie, co ciemne osady wulkaniczne, które obserwujemy na Księżycu.

Według naukowców to specyficzny rodzaj lawy, która wypłynęła w tym miejscu, pomógł strukturze ukryć swój prawdziwy wiek. Ina znajduje się blisko szczytu łagodnie nachylonego kopca skały bazaltowej. Dlatego sądzi się, że to prawdopodobnie kaldera, czyli zagłębienie w górnej części wulkanu, powstające na skutek gwałtownej eksplozji, która niszczy górną część stożka wulkanicznego, albo w efekcie zapadnięcia się stropu komory pomagmowej.

Przy czym, o ile obrzeża wulkanu wyglądają na bardzo stare, mające po kilka miliardów lat, sama kaldera Ina ma znacznie młodszy wygląd. Wskazuje na to w szczególności jaśniejszy kolor względem otoczenia. Jaśniejsza barwa sugeruje, że obszar ten miał mniej czasu na osadzanie się na nim warstwy regolitu – luźnych skał i pyłu. Dodatkowo obszar ten ma mniej kraterów niż otaczający go rejon, a to także oznaka młodości, bowiem wraz z upływem czasu kraterów meteorytowych o różnych rozmiarach powinno przybywać. Z analiz opartych o liczbę kraterów oszacowano wiek kaldery Ina na od 50 do 100 milionów lat.

W najnowszych badaniach naukowcy poszukali dobrze poznanego wulkanu na Ziemi, takiego, który może być podobny do zagadkowego wulkanu na Księżycu. Podobny wydaje się wulkan Kilauea na Hawajach. Posiada on krater powstały po wybuchu w 1959 roku, podobny do kaldery Ina.

Gdy lawa po erupcji w 1959 roku zastygła, utworzyła warstwę mocno porowatych skał, z pęcherzykami o rozmiarach nawet prawie metra i pustą przestrzenią na powierzchni głęboką na około pół metra. Gdy w późnym etapie erupcji zmniejszał się dopływ lawy podpowierzchniowej, wybuchała ona jako „piana magmatyczna” (mieszanina lawy i gazu), a po wyparowaniu i zestaleniu tworzyła bardzo porowata powierzchnię.

Naukowcy sugerują, że podobnie działo się w przypadku erupcji w strukturze Ina na Księżycu – także wystąpiła tam „piana magmatyczna”. A ponieważ na Księżycu panuje mniejsza siła ciążenia i brakuje atmosfery, mogła być nawet bardziej puszysta niż na Ziemi, więc struktury mogą być jeszcze bardziej porowate. Ta porowatość ukrywa osadzanie się regolitu – przykładowo wstrząsy sejsmiczne od upadków meteorytów mogą powodować jego osuwanie się z powierzchni do dziur. Zaburza też liczenie kraterów meteorytowych – eksperymenty laboratoryjne z szybko lecącymi pociskami pokazują, że uderzenia w porowatą powierzchnię powodują powstawanie mniejszych kraterów niż normalnie.

Według szacunków, porowatość powierzchni kaldery Ina może trzykrotnie zmniejszać rozmiary powstających kraterów. Po uwzględnieniu tej cechy, oszacowanie wieku struktury na podstawie kraterów meteorytowych daje skorygowany wiek około 3,5 miliarda lat.