Pequeñas cuentas de vidrio volcánico encontradas en la superficie lunar durante las misiones Apolo son una señal de que las erupciones de la fuente de fuego tuvieron lugar en la superficie de la Luna. Ahora, los científicos de la Universidad Brown y la Carnegie Institution for Science han identificado el gas volátil que impulsó esoserupciones
Las fuentes de fuego, un tipo de erupción que ocurre con frecuencia en Hawai, requieren la presencia de volátiles mezclados con la lava en erupción. Los compuestos volátiles se convierten en gas a medida que las lavas se elevan desde las profundidades. Esa expansión de ese gas hace que la lava explote enel aire una vez que llega a la superficie, un poco como tomar la tapa de una botella de refresco agitada.
"La pregunta durante muchos años fue qué gas produjo este tipo de erupciones en la Luna", dijo Alberto Saal, profesor asociado de ciencias terrestres, ambientales y planetarias en Brown y autor correspondiente de la nueva investigación. "El gas se fue, así que no ha sido fácil de entender "
La investigación, publicada en Geociencia de la naturaleza , sugiere que la lava asociada con las fuentes de fuego lunares contenía cantidades significativas de carbono. Al elevarse desde las profundidades lunares, ese carbono se combinó con oxígeno para producir cantidades sustanciales de monóxido de carbono CO. Ese gas CO fue responsable de las fuentes de fuego.que roció vidrio volcánico sobre partes de la superficie lunar.
Durante muchos años, se pensó que la Luna carecía de volátiles como el hidrógeno y el carbono. No fue hasta la última década más o menos que los volátiles se detectaron definitivamente en muestras lunares. En 2008, Saal y sus colegas detectaron agua en el volcánico lunarseguían ese descubrimiento con detecciones de azufre, cloro y flúor. Si bien se hizo evidente que la Luna no estaba completamente agotada de volátiles como se pensaba, ninguno de los volátiles que se habían detectado era consistente con las erupciones de las fuentes de fuego., si el agua hubiera sido la fuerza impulsora, debería haber firmas mineralógicas en las muestras recuperadas. No hay ninguna.
Para esta investigación, Saal y sus colegas analizaron cuidadosamente las cuentas de vidrio traídas a la Tierra desde las misiones Apolo 15 y 17. En particular, observaron muestras que contenían inclusiones fundidas, pequeños puntos de magma fundido que quedaron atrapados dentro de los cristales de olivino.Los cristales atrapan los gases presentes en el magma antes de que puedan escapar.
Aunque anteriormente se detectaron otros volátiles en los vidrios volcánicos lunares y las inclusiones de fusión, la medición del carbono siguió siendo difícil debido a los altos límites de detección de las técnicas analíticas disponibles. Erik Hauri de Carnegie Institution for Science desarrolló un estado de la-técnica de sonda de iones de arte que reduce los límites de detección de carbono en dos órdenes de magnitud. Eso permite una medición de tan solo 0.1 partes por millón.
"Este avance dependía de la capacidad de la sonda de iones NanoSIMS de Carnegie para medir niveles increíblemente bajos de carbono, en objetos que tienen el diámetro de un cabello humano", dijo Hauri. "Es realmente un logro notable tanto científica como técnicamente".
Los investigadores probaron las inclusiones fundidas usando espectroscopía de masas de iones secundarios. Calcularon que las muestras contenían inicialmente 44 a 64 partes por millón de carbono. Tras detectar el carbono, los investigadores idearon un modelo teórico de cómo los gases escaparían del magma lunar a varias profundidadesy presiones, calibradas a partir de los resultados de experimentos de laboratorio a alta presión. El modelo se había utilizado durante mucho tiempo para la Tierra. Saal y sus colegas cambiaron varios parámetros para que coincidan con la composición y las condiciones que afectan el magma lunar.
El modelo mostró que el carbono, al combinarse con el oxígeno para formar gas CO, se habría desgasificado antes que otros volátiles.
"La mayor parte del carbono se habría desgasificado profundamente debajo de la superficie", dijo Saal. "Otros volátiles como el hidrógeno se desgasificaron más tarde, cuando el magma estaba mucho más cerca de la superficie y después de que la lava comenzó a romperse en pequeños glóbulos. Eso sugiere carbonoconducía el proceso en sus primeras etapas "
Además de proporcionar una respuesta potencial a las preguntas de larga data que rodean las fuentes de fuego lunares, los hallazgos también sirven como más evidencia de que algunos depósitos volátiles en el interior de la Luna comparten un origen común con los depósitos en la Tierra, dicen los investigadores.
Se descubrió que la cantidad de carbono detectado en las inclusiones fundidas es muy similar a la cantidad de carbono que se encuentra en los basaltos erupcionados en las crestas oceánicas de la Tierra. Saal y sus colegas han demostrado previamente que la Tierra y la Luna tienen concentraciones de agua similaresy otros volátiles. También han demostrado que las relaciones de isótopos de hidrógeno de las muestras lunares son similares a las de la Tierra.
Si los depósitos volátiles en la Tierra y la Luna comparten una fuente común, tiene implicaciones para comprender el origen de la Luna. Los científicos creen que la Luna se formó cuando la Tierra fue golpeada por un objeto del tamaño de Marte muy temprano en su historia. Escombros de ese impactoacrecentado para formar la Luna.
"La evidencia volátil sugiere que algunos de los volátiles de la Tierra sobrevivieron a ese impacto y fueron incluidos en la acumulación de la Luna o que los volátiles se enviaron a la Tierra y a la Luna al mismo tiempo desde una fuente común, tal vez un bombardeo demeteoritos primitivos ", dijo Saal.
Otros autores en el documento fueron Diane Wetzel, una estudiante graduada en Brown, y Malcolm Rutherford, profesor de ciencias geológicas. El estudio fue apoyado por el programa LASER de la NASA NNX08AY97G y NNX11AB27G, el programa de Cosmoquímica de la NASA NNX12AH62G, el Deep CarbonObservatorio, y la Carnegie Institution de Washington.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :