Ay’daki volkanik aktivitenin izlerini, sadece gece gökyüzüne bakarak görebilirsiniz. “Mare” olarak bilinen büyük, karanlık düzlükler, büyük volkanik patlamaların sonucunda oluşmuştur. Ancak, bu oluşumlar Ay’ın tarihinin erken dönemlerine dayanıyor ve yaklaşık 3 milyar yıl önce sona ermişti. Daha küçük çaplı volkanik faaliyetler ise 2 milyar yıl öncesine kadar devam etmiş olabilir. Bu faaliyetlere dair kanıtlar, Çin’in Chang’e-5 misyonundan elde edilen örnekler arasında yer almaktadır.
Bununla birlikte, daha küçük çaplı volkanizmanın çok daha yakın zamanda devam ettiğine dair ipuçları mevcuttur. Uzaydan yapılan gözlemler, çok az sayıda krater içeren, nispeten genç yaşta göründüğü düşünülen arazileri ortaya çıkarmıştır. Ancak bu birikintilerin yaşı konusunda önemli bir belirsizlik vardır.
Chang’e-5’in Dünya’ya geri getirdiği örneklerden elde edilen yeni veriler, Güneş Sistemi’nin tarihi bağlamında oldukça yeni sayılabilecek volkanizma kanıtları sunuyor. Bir patlama sırasında oluşan küçük cam boncukların yaşı, sadece 125 milyon yıl öncesine dayanıyor.
Cam Boncukların Analizi
Chang’e-5’in geri getirdiği bazı örnekler katı kayalardan oluşurken, çok miktarda serbest haldeki Ay regolitini de geri getirmiştir. Bu regolitin içinde, erimiş malzemeden oluşmuş cam gibi yuvarlak boncuklar bulunmaktaydı. Bu boncukların iki olası kaynağı vardı: volkanik aktivite veya çarpma etkisiyle erime.
Ay sürekli olarak atomlardan küçük kayalara kadar değişen parçacıklar tarafından bombalanmaktadır ve bu parçacıkların birçoğu, çarptıkları yüzeyi eritecek kadar enerjiye sahiptir. Eriyen bu malzeme, cam boncuklar haline gelebilir ve daha sonra başka çarpışmalarla geniş alanlara yayılabilir. Bu boncukların bileşimi oldukça değişken olabilir, çünkü Ay’a çarpan cisimlerin bileşimi ve Ay’ın kendi yüzey malzemesi birbirinden farklıdır.
Buna karşılık, yakın zamanda meydana gelmiş herhangi bir volkanik aktivite çok nadir olduğundan, büyük olasılıkla tek bir bölgeden ve tek bir bileşimden kaynaklanacaktır. Apollo görevleri sırasında geri getirilen volkanik Ay kaya örnekleri, bu bileşimin nasıl görünebileceği konusunda bir model sağlamıştır. Bu yüzden, Chang’e-5’in iniş yaptığı yerden geri getirilen boncuklar arasında hangilerinin volkanik olduğunu bulmak bir zorluktu.
Bu oldukça zor bir süreçti çünkü geri getirilen 3.000’den fazla boncuktan çok azı volkanik kaynaklı olabilirdi. İlk eleme aşamasında, araştırma ekibi bileşimi karışık olan, yani erimemiş malzeme içeren veya belirgin bileşimsel varyasyonlar gösteren boncukları eledi. Bu eleme işlemi sonunda 3.000 boncuktan 764 tanesi kaldı. Bu boncuklar, hangi elementlerin mevcut olduğunu belirlemek için bir teknikle analiz edildi. Araştırma ekibi, elektron probu mikro analiz cihazı kullandı ve numunelere elektron bombardımanı yaparak yayılan fotonlardan hangi elementlerin mevcut olduğunu tespit etti. Beklendiği gibi, boncukların bileşimleri oldukça farklıydı. Magnezyum oksit içeriği yüzde 1’in altından yüzde 30’un üzerine kadar değişirken, silikon dioksit içeriği ise yüzde 16 ila yüzde 60 arasında değişti.
Apollo örneklerine dayanarak, araştırmacılar, kalsiyum ve alüminyum oksitlere göre magnezyum oksit oranı yüksek boncukları seçti. Bu seçim onları 13 potansiyel volkanik numuneye indirdi. Ayrıca, çarpan göktaşlarında yaygın olarak bulunan nikelin düşük olduğu boncukları aradılar ve bu sayı altıya düştü. Son adımda, sülfür izotoplarına bakıldı. Çarpma kaynaklı erime, genellikle hafif izotopları serbest bırakma eğilimindedir, bu da Ay kayaçlarına kıyasla izotop oranını değiştirir.
Tüm bu işlemler sonucunda, araştırmacılar sadece üç cam boncukla kaldı. Bu, başlangıçtaki 3.000 numuneden önemli bir düşüştü.
Patlamanın Yaşı
Bu üç boncuk, daha sonra uranyuma dayalı radyoaktif tarihleme ile analiz edildi ve sonuçlar birbirine oldukça yakın değerler verdi. Araştırmacılar, bu boncukların hepsinin yaklaşık 123 milyon yıl önce, 15 milyon yıllık bir hata payıyla meydana gelen bir patlamanın ürünü olduğunu belirtiyorlar. En son teyit edilen patlamaların 2 milyar yıl öncesine ait olduğu düşünüldüğünde, bu buluş zamanlama açısından büyük bir ilerleme.
Bu sonuçlar şaşırtıcı çünkü Ay’ın yüzeyi, iç kısımlarındaki erimiş malzemeden uzaklaşacak kadar soğumuş olmalıydı. Bu nedenle, günümüzde erimiş malzemeyi oluşturacak yeterli ısının nereden geldiği hala belirsiz. Araştırmacılar, Ay’ın potasyum, nadir toprak elementleri ve fosfor açısından zengin olan ve radyoaktif izotoplar barındıran KREEP adlı bir malzemeye sahip olduğunu belirtiyorlar. Bu malzeme, bazı durumlarda yerel ısınmaya yol açabilir.
Ne yazık ki, bu patlamayı yerel bir jeoloji ile ilişkilendirmek zor olacak çünkü patlamanın nerede meydana geldiğine dair bir belirti yok. Bu kadar küçük malzeme, Ay’ın zayıf yerçekimi alanında oldukça uzak mesafelere seyahat edebilir ve daha sonra çarpışmalarla daha da yayılabilir. Bu nedenle, bu boncuklar, yörünge görüntülerinde potansiyel olarak volkanik olduğu tespit edilen özelliklere ait olabilir.
Önümüzdeki birkaç on yılda Ay’a yapılması planlanan artan keşif faaliyetleri, Ay yüzeyinde benzer malzemeleri daha yaygın olarak görmemize olanak sağlayacaktır. Sonunda, volkanik malzemenin daha yüksek konsantrasyonlarına sahip bir bölgeyi tespit etmemiz mümkün olabilir.