Tajemství odvrácené strany Měsíce (2): Co už víme o jeho neviditelné části?

Astrofyzička Arpita Royová se svými kolegy z Pensylvánské státní univerzity publikovala v roce 2014 zajímavou práci, v níž poukázala na významnou roli globálního magmatického oceánu naší planety. V době, kdy už k ní Měsíc přivracel pouze jednu polokouli, byl totiž ještě zemský povrch rozžhaven na několik tisíc stupňů. Přivrácená strana tak mohla čelit horku sálajícímu z mladé Země, zatímco ta odvrácená zůstala od výhně uchráněna. Zvýšené zahřívání přivrácené polokoule mohlo zpomalit tuhnutí hornin a také podnítit větší vulkanickou aktivitu na této straně našeho nebeského průvodce.

Předchozí část: Tajemství odvrácené strany Měsíce (1): Proč je jeho neviditelná část úplně jiná?

Pokud se Měsíc „opaloval“ horkem sálajícím z rané modré planety, mohlo to mít i další zajímavý důsledek: Katarina Miljkovićová z australské Curtinovy univerzity si spolu s řadou kolegů všimla, že je na odvrácené straně menší zastoupení velkých impaktních pánví. Lze to vysvětlit předpokladem, že na zahřátější kůře vznikaly větší krátery než na té o něco chladnější – v horkém pudinku zkrátka uděláte důlek snáz než ve studeném. Ze studií, jež Miljkovićová publikovala v roce 2013, vyplývá, že na přivrácené lunární hemisféře se takto mohly formovat až dvakrát rozměrnější impaktní struktury než na té opačné.

Největší kráter

Odvrácená strana Měsíce vědce poprvé překvapila před 60 lety. Zhruba o tři dekády později ovšem následovalo další, skutečně „velké“ odhalení. To, že by se na lunární polokouli skryté našim zrakům mohla nacházet impaktní struktura neobyčejných rozměrů, předpověděli už v roce 1962 astronomové William K. Hartmann a Gerard Kuiper, kteří si všimli, že u jižního okraje měsíčního disku vystupují vysoké horské hřbety. Potvrzení obrovského impaktního útvaru, jenž dostal označení Jižní pól – Aitken (podle hraničních bodů pánve, tedy jižního pólu Měsíce a kráteru Aitken), přišlo až v prosinci 1990, kdy kolem Luny prolétla americká sonda Galileo. Její snímky ukázaly, že na odvrácené straně existuje velká tmavá skvrna, jejíž zabarvení způsobuje vyšší zastoupení sloučenin železa, než má materiál okolní pevniny. 

Reálný rozsah struktury ovšem pomohla odhalit až výšková měření družice Clementine v roce 1994. Na topografických mapách se objevila gigantická impaktní pánev s průměrem asi 2 500 km a hloubkou zhruba 12 km – a po marsovské Utopii o průměru 3 300 km se stala dokonce druhým největším známým útvarem svého druhu ve Sluneční soustavě.

Skutečně obří struktura mohla hrát v historii Měsíce důležitou roli. Svědčí o tom i objev publikovaný v loňském roce v časopise Geophysical Research Letters. Geofyzik Peter B. James a jeho kolegové zjistili, že se podle dostupných dat vyskytuje pod pánví přebytečná hmota o vysoké hustotě a zasahuje do hloubky přes 300 km. Celková hmotnost tohoto „tělesa“ by měla činit nejméně 2,18 × 10¹⁸ kg, což odpovídá hromadě kovu třikrát větší než havajský ostrov Big Island. Přijatelným vysvětlením uvedené gravitační anomálie může být pozůstatek kovového jádra z diferencovaného tělesa impaktoru, který asi před čtyřmi miliardami roků pánev vytvořil.

Okno do lunárního pláště

Jižní pól – Aitken je jednou z nejstarších zachovalých struktur, jaké na povrchu našeho kosmického souseda známe, a svým způsobem nemá ve Sluneční soustavě obdoby. Impaktní pánve podobného stáří a velikosti totiž vznikaly ještě v dobách formování jednotlivých těles, takže je zastřely pozdější impakty a další geologické procesy. Jižní pól – Aitken proto může geologům otevřít i pomyslné okno do minulosti Měsíce. 

Podle současných modelů tvořil nejprve lunární povrch hluboký oceán roztaveného magmatu. Na jeho hladině se vytvářela chladnoucí slupka, v níž se soustřeďovaly především lehčí minerály, například plagioklas. Naopak mafické minerály, mezi něž patří pyroxeny a olivíny, skládající se převážně z těžších prvků jako železa a hořčíku, se hromadily v nižších partiích magmatického oceánu. Dnes se proto tyto těžší prvky podílejí především na složení měsíčního pláště.

Popsaným způsobem vznikla původní kůra sestávající hlavně z anortozitů, jejichž vzorky mají geologové k dispozici díky misím Apollo. Nicméně získat materiál z pláště už tak „snadné“ nebude. Překrývá jej totiž několik desítek kilometrů mocná anortozitová kůra. V tomto případě však může být nápomocná právě pánev Jižní pól – Aitken, která je tak obrovská, že se při jejím vzniku mohl na povrch dostat materiál z pláště. Velká naděje geologů se naštěstí začíná naplňovat: Důkazy, že se v oblasti pánve skutečně ve větší míře vyskytují mafické minerály, poskytla nejprve data z orbitálních sond a nedávno také analýzy přímo z povrchu. 

Klíčový čínský objev

Loni v lednu dopravila sonda Čchang-e 4 na odvrácenou stranu Měsíce vozítko Jutu 2. Šlo o první měkké přistání pozemského zařízení na zmíněné polokouli. Jako místo dosednutí byl pro svou symboliku zvolen 180kilometrový kráter Von Kármán. Americký termodynamik Theodore von Kármán se totiž stal školitelem Čchien Süe-sena, zakladatele čínského kosmického programu. 

Z výběru přistávací lokality se mohli těšit i geologové, neboť uvedený kráter se nachází uvnitř pánve Jižní pól – Aitken. Nutno však dodat, že jej kryjí mořské bazalty, jež vytvořily hladkou planinu vhodnou pro dosednutí sondy. Původní materiál ze dna pánve tak v místě průzkumu vozítka Jutu 2 překrývají mladší horniny, přesto se ho tam podařilo objevit. Data ze spektrometru roveru ukázala, že se v oblasti nacházejí pyroxeny s nízkým obsahem vápníku a olivíny, které mohou mít původ v měsíčním plášti. Vědci věří, že se zmíněný materiál z podloží transportoval při vzniku nedalekého kráteru Finsen o průměru 72 km. Podstatné také je, že se spektra získaná sondou Jutu 2 velmi liší od těch, jež pořídilo zařízení Jutu 1 v Moři dešťů, i od většiny ostatních lunárních vzorků.

TIP: Měsíc pomalu umírá: Proč našemu kosmickému souputníkovi docházejí síly?

Původ hornin zkoumaných roverem Jutu 2 zatím zůstává nejistý a jejich přesnou geologickou historii umožní určit až další průzkum v širokém okolí. Pokud se však potvrdí, že pocházejí z pláště, půjde o klíčový poznatek. Další studium materiálů z různých míst odvrácené strany Měsíce by pak mohlo přinést důležité informace o složení a struktuře pláště i o historii našeho souputníka. Směr budoucího úsilí je proto jasný: odvrácená strana! Právě tam totiž Měsíc ukrývá svá největší tajemství.