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

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.

Nepřehlédněte předchozí část článku!

5. Teorie velkého příplesku

Jak došlo k nahromadění hmoty v kůře odvrácené strany Měsíce?

V roce 2011 publikovali Martin Jutzi a Erik Asphaug z University of California v Santa Cruz tzv. teorii velkého příplesku: Podle ní došlo ke značnému nahromadění hmoty v kůře odvrácené strany Měsíce tak, že se tam „přilepil“ rozměrný objekt. Autoři zmíněné teorie předpokládají, že před více než čtyřmi miliardami let mohla mít Země druhý přirozený satelit o průměru asi 1 300 km, který se nedlouho po svém vzniku na Měsíc zřítil. 

Jelikož se sourozenec dnešního Měsíce pohyboval kolem Země po velmi podobné dráze, byla kolizní rychlost obou těles malá, asi jen 2 km/s. Střet proto nevyvolal takovou destrukci jako běžné impakty o rychlostech kolem 30 km/s, a nevznikla tudíž ani klasická prohlubeň. Hmota menšího tělesa se spíš na odvrácenou stranu našeho souputníka pozvolna „přilepila“. Vytvořila se tak solidní bariéra, která poté zamezila výstupu magmatu z lunárního pláště na povrch a zabránila zrodu tamních moří. Teorii velkého příplesku potvrzují i data z mise GRAIL, jež na odvrácené straně Měsíce odhalila „velké vybouleniny“: Vypadá to, jako by někdo na tuto lunární polokouli nalepil velký kus plastelíny. 

Nutno dodat, že zmíněná teorie nevysvětluje vše. Není například jasné, proč se na přivrácené straně našeho souputníka vyskytují ve větších koncentracích radioaktivní prvky, jako například thorium. Zdá se, že se tamní „kamna“ lunární kůry rozehřála mnohem víc než na odvrácené polokouli. Hledání odpovědí na nastíněné otázky bude předmětem dalšího výzkumu.

6. Oceán bouří

Oceán bouří není pozůstatkem po dopadu planetky.

Na Měsíci známe dvacet moří, ale jen jeden oceán – Oceán bouří neboli Oceanus Procellarum. Jde o zdaleka největší lunární čedičovou oblast: Rozlohou kolem čtyř milionů kilometrů čtverečních překonává například Indii. Mezi geology dlouho převažoval názor, že Oceán bouří představuje pozůstatek jedné, či dokonce více impaktních pánví, jež vznikly v raném období vývoje Měsíce. Podrobnou studii na toto téma publikoval v roce 1981 britský astronom Ewen Whitaker, který poměrně přesně určil okraje pánve Procellarum a odhadl její průměr až na 3 200 km.

V říjnu 2014 však vědci přišli s naprosto překvapivým objevem, jenž všechny dřívější představy vyvrátil: Oceán bouří není pozůstatkem po dopadu planetky, nýbrž vulkanickou strukturou gigantických rozměrů. Uvedený závěr vyplynul z dat získaných dvojicí sond GRAIL, které při výzkumu Měsíce používaly metodu gravimetrie. Na Zemi slouží zmíněný postup už celá desetiletí k vyhledávání ložisek ropy a velkých podzemních prostor. V případě Měsíce gravimetrie odhalila, že je Oceán bouří pod povrchem lemován systémem tektonických útvarů, jež připomínají pozemské příkopové propadliny. Tuto ohromnou strukturu mají nejspíš na svědomí konvektivní proudy v měsíčním plášti, které na povrchu vytvořily ohromný bazén lávy. S tím jak magma chladlo, se horniny smršťovaly, praskaly a formovaly útvar, jejž dnes pozorujeme na gravimetrických mapách. 

7. Zásadní otázka na konec: Jak vznikl Měsíc?

Zformulovat přesný scénář vzniku našeho nejbližšího kosmického souseda není snadné – musí totiž zahrnout spoustu parametrů, jimiž se systém Země–Měsíc liší od mnoha jiných ve Sluneční soustavě. 

Zatím nejpropracovanější teorie se zrodila už v polovině 70. let 20. století: V té době přišly hned dva vědecké týmy s převratnou myšlenkou, že Měsíc vznikl při mohutném střetu mladé Země s tělesem asi 10× méně hmotným než naše planeta. Podle této hypotézy se Země srazila se svým dvojčetem, které kolem Slunce obíhalo po velmi podobné dráze. Kolize však vedla k totální destrukci menší planety, jež dostala jméno z řecké mytologie – Theia, podle matky Měsíce.

Izotopická hádanka

Ačkoliv je tzv. teorie velké srážky dosud nejlepším modelem zrodu Měsíce, i ona utržila v posledních letech pořádné šrámy. Jednou z nezodpovězených otázek zůstává například velmi podobné izotopické složení hornin na Zemi a na jejím přirozeném satelitu. Podle dřívějších simulací by měl být totiž Měsíc z více než 60 % tvořen materiálem pocházejícím z Theie. Jenže podle novějších a přesnějších analýz tomu tak není. 

TIP: NASA řeší dilema: Přišel už správný čas na odpečetění vzorků z Měsíce?

Tuto záludnost označovanou jako „izotopická hádanka“ se snaží vysvětlit vůbec nejnovější model, publikovaný letos v lednu v časopise Science. Podle něj je promíchání hmoty obou těles natolik intenzivní, že je třeba počítat s mnohem razantnějším impaktem. A také velikost Theie museli vědci zrevidovat: Zatímco podle předchozích odhadů dosahovala nanejvýš rozměrů Marsu, nyní se uvažuje o ekvivalentu Země. 

Potřebujeme vzorky

V rámci ambiciózního programu Apollo doputovalo do pozemních laboratoří 382 kg lunárních hornin. K výzkumu se dnes využívají i velmi vzácné měsíční meteority o celkové hmotnosti 137 kg. To však nestačí. Geologové potřebují například materiál z odvrácené strany Měsíce, kde dosud žádná mise nepřistála. Navíc jsou nezbytné vzorky z konkrétních oblastí – a v případě meteoritů nemáme jistotu, odkud přesně pocházejí. Budoucí lunární mise by se proto měly zaměřit na sběr hornin a jejich dopravu na Zemi, což se i na počátku 21. století jeví jako nelehký a nákladný úkol. Vždyť poslední takový odběr zvládla v srpnu 1976 sovětská Luna 24...