หลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในระบบสุริยะอยู่บนดวงจันทร์ของเรา มันเรียกว่าแอ่งขั้วโลกใต้ - ไอเคน (SPA) และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2,500 กม. (1,600 ไมล์) และลึก 13 กม. (8.1 ไมล์) การศึกษาใหม่บอกว่าอ่างอาจมีก้อนโลหะขนาดใหญ่ที่ใหญ่กว่าเกาะใหญ่ของฮาวาย
การศึกษาเรื่อง“ โครงสร้างลึกของลุ่มแม่น้ำจันทราใต้ - ไอเคน” ถูกตีพิมพ์ในจดหมายงานวิจัยธรณีฟิสิกส์ ผู้แต่งนำคือ Peter B. James ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธรณีฟิสิกส์ดาวเคราะห์ในวิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์ของ Baylor มันขึ้นอยู่กับข้อมูลจากภารกิจของ Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) ของนาซ่า
อ่างสปาเป็นหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ที่ได้รับการยอมรับทั่วโลกในระบบสุริยะ ไม่สามารถมองเห็นได้จากโลกเพราะอยู่ด้านไกลของดวงจันทร์ มันเป็นรูปไข่และถ้าอยู่บนโลกมันจะยืดจาก Waco, Texas ถึง Washington, DC ด้วยความลึก 13 กม. (8.1 ไมล์) ปล่องจะลึกกว่าความกว้างประมาณหกเท่า สถานะของมันเป็นหนึ่งในโครงสร้างที่เก่าแก่และได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีบนดวงจันทร์ทำให้อ่างสปาเป็นที่สนใจทางวิทยาศาสตร์มาก
หลุมฝังศพใต้ปล่องขนาดมหึมานี้เป็นก้อนโลหะขนาดมหึมา
“ ลองนึกภาพว่ากองโลหะมีขนาดใหญ่กว่าเกาะใหญ่ฮาวายห้าเท่าและฝังมันไว้ใต้ดิน นั่นเป็นจำนวนคร่าวๆที่เราตรวจพบโดยไม่คาดคิด” ผู้เขียนหลักกล่าว ปีเตอร์บีเจมส์
มวลนั้นน่าจะอยู่ห่างออกไปหลายร้อยไมล์ใต้พื้นผิวดวงจันทร์ แต่อย่างที่กระดาษบอกว่า“ มันอาจเป็นความหนาแน่นผิดปกติขนาดใหญ่ที่กระจายอยู่ทั่วช่วงความลึกระดับปานกลางหรืออาจเป็นความผิดปกติแบบหนาแน่นเล็กน้อย ”
ภารกิจ GRAIL ของนาซ่าเปิดตัวในปี 2554 และใช้เวลาประมาณหนึ่งปีในการทำแผนที่แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ก่อนที่จะชนเข้ากับดวงจันทร์ในการซ้อมรบครั้งสุดท้าย GRAIL ใช้ยานอวกาศสองลำในวงโคจรดวงจันทร์เดียวกัน พวกเขาถูกเรียกว่า GRAIL-A และ GRAIL-B หรือ Ebb และ Flow
เมื่อ EBB และ FLOW บินผ่านพื้นที่ที่มีมวลแตกต่างกันพวกเขาจึงเคลื่อนที่ไปทางหรือออกห่างกันเล็กน้อย เครื่องมือที่มีความแม่นยำในยานอวกาศ GRAIL วัดการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้และข้อมูลถูกใช้เพื่อสร้างภาพความละเอียดสูงของสนามแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์
หนึ่งในวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ของ GRAIL คือการกำหนดโครงสร้างใต้ผิวหน้าของแอ่งกระแทกและต้นกำเนิดของ mascar ดวงจันทร์ (ความเข้มข้นของมวล) การศึกษานี้เกิดจากความพยายามนั้นและรวมข้อมูล GRAIL กับข้อมูลจาก Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO)
“ เมื่อเรารวมข้อมูล GRAIL นั้นกับข้อมูลภูมิประเทศจากดวงจันทร์จากยานสำรวจดวงจันทร์เราพบว่ามีมวลจำนวนหลายร้อยไมล์โดยไม่คาดคิดภายใต้แอ่งใต้ขั้วโลก - เอทเคน” เจมส์กล่าว
ไม่ว่าอะไรก็ตามที่มีความหนาแน่นสูงก็คือการดึงพื้นปล่องภูเขาไฟลงมามากกว่าครึ่งไมล์ตามข้อมูลของเจมส์ การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แนะนำว่ามวลนั้นอาจเป็นนิกเกิลและเหล็กก้อนใหญ่มหาศาลและเป็นแกนกลางของดาวเคราะห์น้อยที่พุ่งเข้าชนดวงจันทร์และอาศัยอยู่ในชั้นบน
“ หนึ่งในคำอธิบายของมวลที่เพิ่มขึ้นนี้ก็คือโลหะจากดาวเคราะห์น้อยที่ก่อตัวปล่องภูเขาไฟนี้ยังคงฝังอยู่ในเสื้อคลุมของดวงจันทร์” เจมส์กล่าวในการแถลงข่าว ตามรายงานฉบับใหม่“ มวลส่วนเกินที่สังเกตได้ในชั้นแมนเทิลนั้นใกล้เคียงกับ ... แกนเหล็กนิกเกิลขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 95 กม. ในชั้นแมนเทิลของดวงจันทร์”
พวกเขาทำคณิตศาสตร์และคณิตศาสตร์กล่าวว่า ...
“ เราทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์และแสดงให้เห็นว่าแกนกลางของดาวเคราะห์น้อยที่กระจัดกระจายอย่างเพียงพอซึ่งส่งผลกระทบอาจยังคงถูกพักอยู่ในพื้นโลกของดวงจันทร์จนกระทั่งถึงปัจจุบันมากกว่าที่จะจมลงสู่แกนกลางของดวงจันทร์” เจมส์กล่าว
แต่นั่นไม่ใช่ความเป็นไปได้เท่านั้น เพียงสิ่งที่ชัดเจน
มวลของวัตถุอาจเป็นที่ระลึกของการก่อตัวของดวงจันทร์ มีความเป็นไปได้ที่จะมีความเข้มข้นของออกไซด์ที่หนาแน่นจากขั้นตอนสุดท้ายของการแข็งตัวของมหาสมุทรดวงจันทร์แมกมา ดวงจันทร์ก่อตัวเมื่อประมาณ 4.51 พันล้านปีก่อนอาจเป็นผลมาจากการที่โลกปะทะกับดาวเคราะห์โบราณที่ชื่อธีอา ไม่นานหลังจากที่มันก่อตัวเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อนมหาสมุทรของแมกมาเย็นตัวลงและแข็งตัว เมื่อพวกเขาเย็นตัวลงและกลายเป็นน้ำแข็งหนึ่งในออกไซด์สุดท้ายที่จะกลายเป็น FeTiO3 หรือที่เรียกว่า ilmenite มันหนาแน่นมากและสามารถอธิบายความผิดปกติได้
เป็นการยากที่จะกำหนดลักษณะที่แน่นอนของวัสดุใต้อ่างสปา ดูเหมือนว่าไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งที่ความเข้มข้นของเหล็กและนิกเกิลอย่างมากหากเป็นเช่นนั้นอยู่ภายใต้หลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของระบบสุริยจักรวาลโดยไม่ต้องเชื่อมต่อทั้งสอง
ถ้ามันเป็นผลมาจากผลกระทบของดาวเคราะห์น้อยมันจะเกิดขึ้นเมื่อไหร่? ดังที่เจมส์บอกกับนิตยสาร Space ว่า“ เราไม่รู้ แต่ถ้าดวงจันทร์ร้อนเกินไปในเวลาที่เกิดการกระแทกโลหะที่หนาแน่นจากแกนปะทะอาจจะต้องจมลงไปจนถึงแกนกลางของดวงจันทร์ซึ่งในกรณีนี้ เราจะไม่เห็นมัน”
ขอบปล่องภูเขาไฟที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้รอบ ๆ SPA แสดงหลักฐานสำคัญสำหรับการกำหนดเวลาของการปะทะ ดังที่เจมส์บอกกับนิตยสารอวกาศ“ เราจะไม่เห็นขอบที่อนุรักษ์ไว้หากสปาเกิดขึ้นในมหาสมุทรแมกมา ดังนั้นดวงจันทร์น่าจะมีโอกาสเย็นลงก่อนที่จะเกิดเหตุการณ์เช่นนี้”
มันแตกต่างจากหลุมอุกกาบาตอื่น ๆ
อ่างสปานั้นแตกต่างจากหลุมอุกกาบาตอื่นบนดวงจันทร์ หลุมอุกกาบาตอื่นมีรูปแบบบูลส์ตาของความผิดปกติของแรงโน้มถ่วง แต่ SPA ไม่ James บอกกับนิตยสาร Space ว่า SPA“ มีแรงโน้มถ่วงอ่อนแอในวงกว้างมีความสัมพันธ์กับภาวะซึมเศร้าของภูมิประเทศที่เกิดจากความผิดปกติของแมนเทิลที่ปกคลุมพื้นผิวดวงจันทร์”
ตามที่เจมส์บอกว่า“ เป็นหนึ่งในห้องทดลองทางธรรมชาติที่ดีที่สุดสำหรับการศึกษาเหตุการณ์ผลกระทบจากภัยพิบัติซึ่งเป็นกระบวนการโบราณที่หล่อหลอมดาวเคราะห์หินและดวงจันทร์ทั้งหมดที่เราเห็นในวันนี้”
การปลดล็อกความลับของอ่าง SPA จะต้องใช้งานมากขึ้น พิจารณาผลกระทบของดาวเคราะห์น้อยหรือออกไซด์จากการทำให้แข็งตัวของหินหนืดเนื่องจากสาเหตุของความผิดปกติจะต้องมีการจำลองที่ดีขึ้น ดังที่เจมส์บอกกับนิตยสาร Space ว่า“ วิธีที่ดีที่สุดในการแยกแยะสถานการณ์หนึ่งหรืออย่างอื่นคือการจำลองสถานการณ์ที่ใหม่และดีกว่า”
แหล่งที่มา:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: ตรวจพบความผิดปกติจำนวนมากภายใต้ปล่องภูเขาไฟที่ใหญ่ที่สุดของดวงจันทร์
- บทความวิจัย: โครงสร้างลึกของขั้วโลกใต้จันทรา? Aitken Basin
- รายการ Wikipedia: South Pole – Aitken Basin
- NASA: ภารกิจของ GRAIL
