地球に着陸した最も新しい月の石は現在研究室に向かっている。
12月17日、中国国家航天局の嫦娥5号ミッションは、40年以上誰も成し得なかったこと、つまり月の小さな破片を地球に持ち込むことを達成した。これにより、中国は米国、旧ソ連と並んで月からサンプルを持ち帰った3番目の国となり、1976年にソ連がルナ24号のミッションの一環として行って以来初めてとなる。科学者たちは月の歴史、組成、形成についてまだ多くの疑問を持っており、これらの新月の石はいくつかの答えを提供するのに役立つ可能性があります。
「このようなサンプル収集は、私たちに宝箱を届けてくれるようなものだと思います」と、セントルイスのワシントン大学の惑星科学者ブラッドリー・ジョリフは言う。
月の石の簡単な歴史
月をサンプリングする最初のミッションは、人類を初めて月に着陸させたアポロ 11 号でもありました。ミッション宇宙飛行士は 50 ポンド近くの月のサンプルを収集しましたが、それはほんの始まりにすぎませんでした。 1961 年から 1975 年まで実施されたアポロ計画では、800 ポンドを超える月が運ばれてきました。ロック地球に来て、月の歴史と構成について教えてくれます。たとえば、科学者たちは、地球と同様に、月にも地殻、マントル、核という明確な層があることを知りました。科学者たちはまた、月と地球が非常によく似た種類の岩石でできていることを確認し、月がどのように形成されたかについて現在有力な理論を定式化することができた。つまり、火星サイズの物体が新しく形成された地球に衝突し、破片の雲が形成されたというものだ。それがやがて月になった。
しかし、月の石がたくさんあるからといって、月の地質学についてすべてを知っているわけではありません。ジョリフ氏によれば、月のサンプルの多くは同じ比較的狭い地域から採取されており、さらに離れた場所にあるサンプルでも互いに非常に似ているという。
北アリゾナ大学の惑星科学者クリストファー・エドワーズ氏は、「米国のある場所に行って、100キログラムの石を拾い上げて、地球全体についてすべて教えてくださいと言うところを想像してみてください。」と語る。 「それは本当に難しいし、おそらく多くのことを間違えることになるだろう。」
私たちが持っている月の石の多くは信じられないほど古いものです。 NASAのジョンソン宇宙センターの惑星科学者ジェレミー・ボイス氏は、地球の高温で流動的なマントルが大陸を移動させ、最終的には地球の岩石の大部分をマグマに変えるプレートテクトニクスの過程により、ここでは真に古代の岩石が希少なものになっていると語る。アポロのサンプル。しかし、完全に冷たくて液体ではないマントルを持つ月には、同じプロセスがありません。 「月には、それらの岩石の多くがまだ表面に残っています」とボイス氏は古代の岩石サンプルについて語る 月にある岩石の多くは 30 億年から 40 億年前のもので、太陽系よりわずかに若いだけである。
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新しい岩石がなぜそれほど重要なのか
これまで科学者たちは月の若い岩石を研究することができなかった。嫦娥 5 の新しいサンプルはこれを変えるでしょう。彼らは火山、リュムカー山の近く出身です。山ここでは岩石はもっと若いと考えられており、約10億年前のものです。
マッシュ可能な光の速度
科学者たちがこの若い岩石の研究に熱心な理由はたくさんありますが、その 1 つは、月だけでなく多くの岩石惑星やその他の天体の年代をより正確に特定するのに役立つ可能性があることです。
その仕組みは次のとおりです。ジョリフ氏によると、科学者は年代曲線と呼ばれるものを使用して月の石の年代を決定します。基本的に、彼らは岩石が由来する地域のクレーターの数を数えることによって岩石の年齢を推定します。時間の経過とともに物体が岩に衝突すると、それらは増加します。この推定を行うには、科学者はクレーターの数と正確な年代を一致させる必要があります。現時点では、30億年から40億年前の月の岩石のデータポイントしかありません。最新の技術を使用すると、新しいサンプルの年代を非常に正確に特定できるため、科学者がその正確な年代を知ると、貴重なデータ ポイントを年代曲線に追加できます。年代測定システムは、岩石惑星や他の衛星など、宇宙にあるあらゆる種類の物体の年齢をより正確に推定するのにも役立ちます。
科学者たちがこの若い火山岩の研究に熱心なもう 1 つの理由は、月で火山活動がどのように機能するかを詳しく知るためです。ジョリフ氏は、なぜこれほど長期間にわたって月で火山活動があったのかは不明だと言う。同氏によれば、月の火山活動のほとんどは、月がまだかなり若かった30億年か40億年前に起こったと考えられているという。しかし、月には地球上の火山活動を引き起こすプレートテクトニクスが存在しないため、何がはるか後の火山活動を引き起こしたのかは不明である。 「それは、研究室でサンプルを研究することでサンプルから導き出すことができるものです」とジョリフ氏は言う。
新しいサンプルの年齢が若く、化学的性質が異なることは、月研究の他の無数の分野に役立つ可能性がある。北アリゾナ大学のもう一人の惑星科学者であるマーク・ロフラー氏は、月の表面や惑星に対する放射線の影響を研究しています。何千万年にもわたって、太陽からの放射線により、岩石の端の構造が劣化し、特徴的な縁が形成されます。ロフラー氏は、研究に基づいて、10 億年以上前のものであるため、この縁が新しいサンプルにも存在すると信じる十分な理由を持っています。しかし、そうでなければ、その研究は完全にひっくり返り、ロフラーのような科学者は自分たちのアイデアの再評価を余儀なくされることになる。
他に何が分かるでしょうか?
ラトガース大学の惑星科学者でNASAのアポロ衛星サンプル副キュレーターでもあるジュリアン・グロス氏は、他の発見を予測するのはほぼ不可能だと言う。 「私たちは、その地域で活動していた他の地質学的プロセス、つまり現在のサンプルコレクションに示されていないために存在すら気づかなかったプロセスについて知ることができるかもしれません」と彼女は電子メールで書いた。
サンプルを分析するための新しい技術の問題もあります。前回の月ミッションから 40 年間で、月の岩石を分析するための考えられるほぼすべてのツールが改良され、かなりの数のツールが開発されました。注目すべき例は X 線コンピューター断層撮影法です。これにより、科学者は岩石を切ったり触ったりすることなく、岩石の「内部を見る」ことができます。問題はどのテクノロジーが進化したかではなく、「進化していないテクノロジーはあるのか？」だとボイス氏は言う。
もちろん、古いサンプルがなくなったわけではありません。グロスさんは最近、開かれたアポロのサンプルの密封されたコレクション。将来の科学者が元のサンプルに新しい技術を使用できるように、最初に地球に持ち込まれて以来、注意深く保存され、手つかずでした。同じテクノロジーにより、科学者はこれらの新しいサンプルから以前よりもはるかに迅速かつ簡単に多くのことを学ぶことができるようになります。
とはいえ、「たとえ指を鳴らしてアポロ コレクションのサイズを 2 倍にしたとしても、私たちは新しいことを学ぶことになるでしょう」とボイス氏は言います。
ムーンロック待機ゲーム
中国以外の科学者が嫦娥５号のサンプルについて何かを知るまで、ましてやそれを調査するまでにはしばらく時間がかかるかもしれない。中国国家航天局（CNSA）は歴史的に極めて秘密主義であり、中国国外のほとんどの科学者が知らないミッションの詳細が数多くある。しかし、中国の科学者らは研究結果を発表して共有するつもりだと述べており、ジョリフ氏は、米国を含む他国は4～6カ月以内にサンプルに焦点を当てた研究活動で協力できるかもしれないと述べた。
月に帰還するのはこのミッションだけではありません。 CNSA は最終的に研究を構築するという野心的な計画を持っていますベースNASAはアルテミスで2024年までに有人月面着陸への復帰を計画しているミッション。現在および将来の月探査ミッションが他の多くの国によって実施されています。インド人、日本語、ロシア、そして南韓国人宇宙機関。
月のことになると、多くの人は「私たちは月に行ってそれをし、月について知るべきことはすべて学んだ」と考えているとジョリフ氏は言う。 「そして、それは事実ではありません。」