Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA & Štefánikova hvězdárna v Praze Číslo 8 (vyšlo 23. února), ročník 5 (2007) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

8/2007

Jakub Haloda: Meteorit NEA 003-A – svědectví o pozdní vulkanické aktivitě na Měsíci

Výzkumnému týmu ve složení Jakub Haloda (ČGSČGS – Česká geologická služba, původně Český geologický ústav. Historie sahá do roku 1919. Česká geologická služba sbírá a zpracovává údaje o geologickém složení státního území a předává je správním orgánům pro politická, hospodářská a ekologická rozhodování. Poskytuje všem zájemcům regionální geologické informace.), Patricie Týcová (ČGSČGS – Česká geologická služba, původně Český geologický ústav. Historie sahá do roku 1919. Česká geologická služba sbírá a zpracovává údaje o geologickém složení státního území a předává je správním orgánům pro politická, hospodářská a ekologická rozhodování. Poskytuje všem zájemcům regionální geologické informace.), Pavel Gabzdyl (PřF MU, Brno), Vera A. Fernandes (University of Manchester), Randy L. Korotev (Washington University, Saint Louis) a Jan Košler (University of Bergen) se podařilo určit původ, stáří a genezi zřejmě nejmladší známé lunární horniny – měsíčního meteoritu Northeast Africa 003-A.

Lunární meteorit Northeast Africa 003 byl nalezen ve dvou fragmentech v listopadu roku 2000 (6 gramů) a v prosinci o rok později (118 gramů). Oba fragmenty nalezli prospektoři v oblasti vádíVádí – vyschlé řečiště v suchých oblastech, naplňující se vodou jen po občasných deštích, původní slovo „wadi“. Zam-Zam v severní Libyi poblíž oázy Al Qaryah Ash Sahrqiyah. Meteorit se skládá ze dvou odlišných částí. Část meteoritu pojmenovaná jako Northeast Africa 003-A představuje olivinický lunární bazaltBazalt – čedič, zdaleka nejrozšířenější vyvřelá hornina. Skládá se především z bazického plagioklasu a pyroxenu, může obsahovat olivín a foidy nebo křemen. s nízkým obsahem titanu z oblastí měsíčních moří. Část označená jako Northeast Africa 003-B byla klasifikována jako bazaltická impaktní brekcieBrekcie – úlomkovitá hornina složená z ostrohranných často velikostně nevytříděných částic větších než 2 mm většinou tmelených základní hmotou. Brekcie může být různého původu: sedimentární (vzniká usazováním), tektonická (vzniká rozdrcením hornin tektonickými pohyby), vulkanická (vzniká uložením vulkanických úlomků v sopečném popelu), impaktní (vzniká dopadem těles). lunárního původu. Původ obou částí meteoritu byl rozpoznán v Laboratoři rtg. mikroanalýzy České geologické služby v Praze na Barrandově. Ukázalo se, že právě výsledky získané studiem meteoritu Northeast Africa 003-A mohou významným způsobem ovlivnit současný pohled na období vulkanické aktivity na Měsíci.

Meteorit Northeast Africa 003-A je velmi netypická lunární hornina, která se v mnoha ohledech nepodobá žádné měsíční hornině přivezené na Zemi misemi Apollo a Luna. Nepodobá se ani žádnému z dosud 44 známých lunárních meteoritů, které byly na Zemi nalezeny. Meteorit představuje zajímavý hrubozrný lunární bazalt (čedič) s vysokým obsahem minerálu olivínuOlivín – žlutozelený až olivově zelený minerál (Mg,Fe)₂[SiO₄], krystaluje v kosočtverečné soustavě. Index lomu 1,65 až 1,69, hustota 3,3 g/cm³. Podíl hořčíku a železa je proměnlivý v závislosti na podmínkách při jeho vzniku. Na zemi vzniká krystalizací z magmatu s nízkým obsahem křemíku. a pochází z oblastí měsíčních moří. Již zpracování prvních analytických dat ukázalo na mimořádnost a vypovídací hodnotu tohoto unikátního meteoritu z Měsíce.

Celkovým chemickým složením a koncentracemi stopových prvků se jen vzdáleně blíží vzorkům získaným misemi Apollo 12, 15 a 17. Na základě modelování krystalizace bazalitické části meteoritu bylo zjištěno, že původní hornina krystalizovala z magmatu o teplotě minimálně 1 327 °C. Studium přednostních orientací jednotlivých minerálů v hornině umožnilo posoudit ostatní podmínky krystalizace horniny z magmatu. Ukazuje se, že krystalizace probíhala za stabilních podmínek v prostředí magmatického krbu nebo velmi mocného lávového proudu bez významných projevů toku žhavého magmatu.

Hornina meteoritu v minulosti prodělala velmi významnou šokovou přeměnu-metamorfózu působením velkých tlaků a teplot při impaktu. Zdá se, že impakt meteoroidu nebo planetky na povrch Měsíce byl příčinou nejen šokového postižení horniny, ale i jejího vyvržení z dosahu gravitačního působení Měsíce do meziplanetárního prostoru. Z analýzy krátkodobě žijících izotopů některých prvků víme, že k impaktu a tedy i k vyvržení horniny z Měsíce do meziplanetárního prostoru došlo před zhruba 168 miliony lety. Teprve před několika stovkami let se však měsíční hornina srazila se Zemí a její zbytky, které přežily průlet atmosférou, dopadly na území dnešní Libye, kde byly nalezeny.

Klíčová data k rozpoznání původu meteoritu přinesly výsledky radiometrického datování založeného na rozpadu radioaktivního argonu. Stáří meteoritu Northeast Africa 003-A bylo stanoveno na 2,37 miliardy let. Tato hodnota ovšem zcela vybočuje z dosavadních poznatků získaných datováním vzorků z misí Apollo. Stáří dosud známých bazaltůBazalt – čedič, zdaleka nejrozšířenější vyvřelá hornina. Skládá se především z bazického plagioklasu a pyroxenu, může obsahovat olivín a foidy nebo křemen. pocházejících z oblastí měsíčních moří se pohybuje přibližně mezi 3,9 až 3,0 miliardy let. Výjimkou je meteorit NWA 032, jehož stáří bylo určeno na 2,87 miliardy let. Již několik let se hovoří o možnosti existence pozdní vulkanické aktivity v určitých omezených oblastech měsíčních moří. Tyto studie vycházely především z analýzy počtu impaktních kráterů na jednotku plochy na základě jednoduchého srovnání: více impaktních kráterů odpovídá delší době vystavení měsíčního povrchu dopadům meteoroidů a tedy i většímu stáří povrchových hornin. Stáří meteoritu Northeast Africa 003-A tyto teorie potvrzuje a je v současné době nejmladší známou horninou z Měsíce. Zdá se tedy, že byl nalezen jednoznačný doklad předpokládané pozdní vulkanické aktivity na Měsíci a že bude nutné přehodnotit dosavadní představy o utváření Měsíce a úloze vulkanické činnosti při utváření měsíčních moří.

Srovnáním stáří meteoritu, údajů o koncentracích vybraných prvků pořízených sondami Clementine a Lunar Prospector a poznatků o počtu impaktních kráterů v jednotlivých oblastech měsíčních moří se také podařilo určit pravděpodobnou oblast, odkud meteorit pochází. Původ horniny, tvořící meteorit Northeast Africa 003-A, můžeme zřejmě hledat v severovýchodní oblasti Mare Imbrium (Moře dešťů). V době před 2,37 miliardami let, kdy byl Měsíc donedávna považován za již geologicky mrtvé těleso, zřejmě ještě doznívala v této oblasti vulkanická aktivita.

Klip týdne: Apollo 17 – odběr hornin

Apollo 17 – odběr hornin. Apollo 17 bylo poslední americkou misí k Měsíci, která se konala v prosinci 1972. Posádku tvořili Eugene A. Cernan, Ronald E. Evansa Harrison H. Schmitt. Na měsíčním povrchu pracovali 72 hodin, k dispozici měli lunární vozítko. Na prvním klipu je sbírání měsíčních kamenů s pomocí nepříliš dokonalých nástrojů, na druhém klipu je pokus o vrtání do měsíčního povrchu a odběr podpovrchových hornin. Zdroj: NASA Goddard Space Flight Centrum. (mpeg, 4 MB) (mpeg, 2 MB)

Odkazy

Fórum – diskuze k tomuto bulletinu