Ritka meteoritdarabka a Luna-16 által gyűjtött holdtalajban

Szerző: Rezes Dániel

A nem holdi eredetű kőzettörmelékek nagyon ritkák a különböző mintagyűjtések által a Földre szállított holdtalaj mintákban, azonban egy, a Nature Astronomy nevű szaklapban megjelent friss tanulmányban orosz, svéd, ausztrál és osztrák kutatók egy csoportja azt publikálta, hogy felfedeztek és részletesen megvizsgáltak egy ilyen szemcsét a szovjet Luna-16 küldetés által hozott talajmintában. A felfedezés fontos, mivel ezidáig csak két ilyen extralunáris (nem holdi eredetű) szemcsét azonosítottak a tudósok az Apollo és Luna küldetések által hozott több, mint 380 kg kőzetmintában. Ezek közül az egyik egy szenes kondrit meteorit darabja volt, melyet a Bench-kráternél találtak, míg a másik egy ensztatit kondrit töredéke volt a Hadley Rille nevű képződmény területéről.

Buzz Aldrin űrhajós bakancsának nyoma a holdi talajban (NASA)

A holdi regolit a Hold felszínének gyakorlatilag teljes egészét fedő képződmény, mely a Holdat érő folyamatos mikro- és makroméretű meteoritok (impaktorok) becsapódásától, valamint a Napból és más csillagokból érkező töltött részecskék bombázásától keletkező, felaprózódott kőzettörmelékből (klasztok) álló konszolidálatlan lepel. A benne található kőzettörmelék szemcsék döntő többsége kevesebb, mint 1 cm méretű. A regolit a sötét bazaltsíkságokon, vagyis mare (tenger) területeken pár méter vastagságú, míg az idősebb felföldi területeken ennek akár többszöröse is lehet vertikális kiterjedése. A regolit finomszemcsés (<1 mm) frakcióját nevezzük holdtalajnak. Elsőre azt feltételezhetnénk, hogy a Holdat ért becsapódások száma miatt a regolit és annak részeként a talaj gazdag az impaktorok anyagában, azonban felismerhető és tanulmányozható szemcsét találni benne igen nehéz.

A Luna 16 által gyűjtött holdtalajban talált, ~200 µm átmérőjű, #443 jelű szemcse. A szemcsét félig sajátalakú olivin (Ol) és alacsony Ca-tartalmú piroxén (Px), valamint sokkolt plagioklász (Pl) alkotja. Ezek mellett megfigyelhetőek még az erekben és zsebekben megjelenő Fe-Ni fémszemcsék (Fe-Ni) és a troilit (Tr), valamint kis mennyiségben kromit (Chr) és merrillit (Mer) is (Demidova et al. 2022).

A vizsgált anyagot szolgáltató Luna-16 küldetés a Szovjetunió első olyan sikeres vállalkozása volt, melyben a fő cél a Holdon történő mintavétel és a kőzetanyag hazaszállítása volt. A mintagyűjtés során több, mint 100 grammnyi holdi talajt sikerült a Földre juttatni. Az 1970-ben kivitelezett küldetés fontos mérföldkő volt a holdkutatásban, mivel ez volt a Hold első, teljesen automatizált megmintázása is.

A közönséges kondritok LL csoportjába tartozó kőmeteorit
(Meteorite Recon/Wikipedia; CC BY 3.0)

A tanulmány középpontjában álló, ~200 µm átmérőjű, #443 jelű törmelékdarabot a Luna-16 a Mare Fecunditatis (Termékenység Tengere) északi területén gyűjtötte. A benne található színes elegyrészek (olivin és piroxén) ásványkémiai tulajdonságai a holdi mintákétól eltérő összetételt jeleznek, ugyanakkor nagyon hasonlítanak az LL kondritcsoportba tartozó közönséges kondritok tulajdonságaihoz, valamint a japán Hayabusa küldetés által megmintázott Itokawa kisbolygó anyagához is. A különböző izotópos (oxigén és kén) vizsgálatok is alátámasztják a szemcsének az imént említett anyagokhoz való hasonlóságát. Ezen felül a szemcsére számolt radiometrikus koradatok is azt tükrözik, hogy a képződmény, melyből a töredék származik, a Naprendszer legidősebb kőzetanyagai közé tartozik, kora ~4548 millió év. Emellett a szemcse nem szenvedett el jelentős felfűtést kialakulása óta (<400°C). A fentebb leírt tulajdonságok mind arra a következtetésre juttatták a kutatókat, hogy a #433 jelű szemcse valóban extralunáris forrású, mégpedig egy LL típusú közönséges kondritos kiségitest darabja lehetett egykoron.

A Hayabusa űrszonda által az Itokawa kisbolygóról készített felvétel. A kép 2005-ben készült az aszteroida felszíne feletti 8 km magasságban
(JAXA/Wikipedia; CC BY 4.0)

A kutatás rávilágít arra, hogy milyen fontos és szükséges ezeknek a holdi talajokban megjelenő extralunáris anyagoknak a jövőbeli szisztematikus keresése és vizsgálata. Segítségükkel megérthető a Naprendszer történetében a becsapódások intenzitása és az impaktorok geokémiai változatossága. Az ehhez hasonló szemcsék vizsgálata hozzásegít minket a Föld-Hold rendszer becsapódástörténetének jobb megértéséhez és ahhoz, hogy ebben a folyamatban milyen lényeges szerepet játszhattak az LL kondritos anyagú kiségitestek.

Források:
[1] https://www.lpi.usra.edu/planetary_news/2022/05/03/rare-fragment-of-stony-asteroid-found-in-lunar-soil/
[2] Demidova, S. I. et al. (2022). A micrometeorite from a stony asteroid identified in Luna 16 soil. Nature Astronomy, 8 p.
[3] https://solarsystem.nasa.gov/missions/luna-16/in-depth/
[4] https://solarsystem.nasa.gov/asteroids-comets-and-meteors/asteroids/25143-itokawa/in-depth/