Stále tajemný Měsíc: Největší hádanky lunárního výzkumu (1.)

Když v říjnu 2014 publikoval vedoucí Laboratoře planetární geodynamiky NASA Herbert Frey jeden z nových objevů týkajících se našeho nejbližšího kosmického souseda, prohlásil: „Měsíc nás nepřestává překvapovat.“ V jedné větě tak shrnul vše, co lunární vědci zažívají v poslední dekádě. Díky flotile automatických sond a stále se zpřesňujícím analytickým metodám dnes víme, že Měsíc představuje mnohem zajímavější těleso, než jsme předpokládali. Pojďme si tedy přiblížit některé z největších hádanek, jež jeho výzkum aktuálně provázejí.

1. Krátery a zase krátery

Přivrácená strana Měsíce musela být v minulosti víc zahřátá než odvrácená.

Kdybychom měli vybrat jediné slovo, jímž bychom Měsíc vystihli, pak by jistě znělo „krátery“. Povrch našeho vesmírného souputníka totiž představuje skvělou „rezervaci“ stop po dopadech velkých těles. Na Zemi se do dávných kráterů zařezávají koryta řek, ohlazují je prudké lijáky, pohřbívají je oceány či nově vznikající pohoří. Na Měsíci žádný z těchto vlivů nepůsobí. I stovky milionů let staré krátery tak na jeho povrchu přetrvávají bez větší úhony, a my proto můžeme nahlédnout hluboko do historie utváření lunární krajiny.

Díky americké sondě Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), která už od roku 2009 nepřetržitě mapuje měsíční povrch, získali vědci obrovské množství dat a také dosud nejdokonalejší mapy Měsíce, včetně velmi přesné představy o počtu a rozmístění tamních kráterů. Víme například, že přesně 5 185 z nich měří přes 10 km. Nejde však jen o suchopárné statistiky. 

Velmi zajímavá je například studie, jež se zabývá rozmístěním skutečně velkých kráterů, s průměrem nad 200 km (tzv. impaktních pánví): Jasně totiž ukazuje, že na přivrácené straně Měsíce se jich nachází víc než na odvrácené. Vědecký tým pod vedením Katariny Miljkovićové z Pařížského institutu fyziky Země vysvětluje zmíněnou skutečnost tím, že přivrácená strana musela být v dávné minulosti víc zahřátá než odvrácená. Na silně zahřátém povrchu vznikají totiž při dopadu kosmického projektilu mnohem větší struktury, než kdyby byl povrch zcela ztuhlý. Otázkou zůstává, co zahřátí přivrácené strany způsobilo: Uvažuje se mimo jiné o záření z ještě rozžhavené mladé Země nedlouho po vzniku Měsíce.

2. Opravdu velká pánev

Nejrozsáhlejší zmagnetovaná oblast leží v obří impaktní pánvi.

Na Měsíci se nachází jedna z vůbec největších impaktních pánví v celé Sluneční soustavě, a přitom před námi zůstávala dlouho skryta. Dokonce ještě v dobách, kdy se po lunárním povrchu procházely posádky Apolla, se o existenci této gigantické struktury jen spekulovalo. Centrum obří stopy po dopadu planetky se totiž nachází na odvrácené straně Měsíce. Navíc se jedná o velmi starý útvar, který postupně překrylo mnoho dalších impaktů, takže na běžných snímcích nijak nevyniká. 

Definitivní potvrzení existence obrovské struktury, jež dostala označení Jižní pól – Aitken (South Pole-Aitken, zkráceně SPA), přišlo až v roce 1990, kdy kolem Měsíce proletěl automat Galileo. Skutečný rozsah pánve pak pomohla odhalit výšková měření sondy Clementine v roce 1994. Na topografických mapách se objevil gigantický útvar o průměru 2 500 km a hloubce 12 km. Přítomnost pánve SPA prozrazují i mapy zastoupení různých chemických prvků. Zdá se, že tamní materiál tvoří horniny vyvržené impaktem ze středních částí měsíční kůry, jejich skutečnou povahu však pomohou odhalit až analýzy vzorků v rámci budoucích vědeckých výprav. 

Poslední dobou ovšem tato pánev odborníky zajímá i z jiného důvodu. Měsíc nemá globální magnetické pole, ale pouze místní „zmagnetované“ anomálie. A největší z nich se nachází právě v severní části pánve SPA. Proto se spekuluje, zda za vznikem ohromného útvaru nestál dopad planetky tvořené převážně železem. Její rozměr se přitom odhaduje na 200 km, což by znamenalo přísun tak velkého množství železa, že by při rovnoměrném rozšíření po celém lunárním povrchu vytvořilo souvislou „pancéřovou“ vrstvu silnou 14 m!

3. Je Měsíc mrtvý?

Na Měsíci „spícím“ už dvě miliardy let se nacházejí velmi mladé geologické útvary.

Největší rozruch, pokud jde o otázku nedávné aktivity Měsíce, vzbuzuje v posledních letech struktura označovaná jako Ina. Nevelká propadlina o průměru 2,9 km a hloubce jen 30 m vědce poprvé zaujala na fotografiích, které z oběžné dráhy pořídila posádka Apolla 15 už v roce 1971. Útvar se nachází v Jezeře štěstí a nepřipomíná nic, co jsme dřív z Měsíce znali. Vypadá spíš jako dílek mandarinky než jako lunární kráter, a navíc působí velmi zachovale. Z multispektrálních snímků oblasti pak vědci zjistili, že dno struktury muselo vzniknout před méně než 50 miliony let, což je z hlediska stáří Měsíce zcela nedávno! 

Mořské kapsy

Nejpádnější důkazy, že je Ina velmi mladým měsíčním útvarem, přinesly snímky vytvořené sondou LRO. Na detailních záběrech totiž struktura vypadá, jako by do lunárního světa vůbec nepatřila. Zvláštní také je, že se na 8 km² lávové výplně nacházejí pouze dva impaktní krátery s průměrem nad 30 m. Zmíněná skutečnost svědčí o tom, že je tamní povrch opravdu mladý a bombardování drobnými meteoroidy ho ještě nestačilo obrousit. 

Díky záběrům ze sondy LRO odborníci rovněž zjistili, že Ina nepředstavuje ojedinělý případ: Objevili už asi 70 struktur s průměrnou velikostí kolem 0,5 km, které dostaly neformální označení „nepravidelné mořské kapsy“. A podle posledních studií vědeckého týmu vedeného Peterem Schultzem z Brown University mohlo v těchto místech dojít v geologicky nedávné době k výstupům vulkanických plynů z podpovrchových rezervoárů Měsíce. Tyto dozvuky sopečné činnosti by mohly probíhat zvlášť v oslabených částech měsíční kůry na okrajích velkých impaktních pánví – a Ina se v jedné takové lokalitě nachází: konkrétně na okraji pánve Imbrium. Útvary typu Ina tak mění naše představy o nedávné aktivitě souputníka Země. Původně se totiž vědci domnívali, že poslední záchvěvy vulkanické činnosti zažil Měsíc už před miliardou let.

4. Dvě tváře luny

Na odvrácené straně našeho souputníka téměř chybějí tmavá lunární moře.

Odvrácenou polokouli souputníka Země lidé poprvé spatřili až na snímcích pořízených sovětskou sondou Luna 3 v říjnu 1959. Přestože byly první fotografie zcela neznámé krajiny velmi nekvalitní, vzbudily mezi odborníky značné pozdvižení. Ukázalo se totiž, že tmavá měsíční moře, jež tvoří 31,2 % povrchu přivrácené strany, na opačné hemisféře téměř chybějí – pokrývají jen 2,6 % tamního povrchu.

Čedičová výplň moří se soustřeďuje především do velkých impaktních pánví neboli pozůstatků po dopadech planetek. Mohlo by se tedy zdát, že pánve a jejich vulkanické výplně vznikly najednou. Z datování měsíčních hornin ovšem vyplývá, že se jejich stáří liší až o stovky milionů let! Zalití impaktních pánví čedičovými lávami se proto přisuzuje spíš narušení měsíční kůry řadou hlubokých trhlin, podél nichž pronikalo magma v době vulkanické aktivity snáz k povrchu. A v tom také tkví pravá příčina absence moří na odvrácené straně našeho souputníka! 

Dokončení: Stále tajemný Měsíc: Největší hádanky lunárního výzkumu (2.)

Dřívější mise (například Apollo) i ty novější (GRAIL) potvrdily, že je kůra na odvrácené polokouli Měsíce zhruba dvakrát mocnější než na přivrácené straně. Magma by se tam tudíž k povrchu dostávalo obtížněji. Zbývá zodpovědět otázku, proč je kůra na odvrácené hemisféře silnější. A zdá se, že i tuto záhadu dnes geologové dokážou vysvětlit…