Sampel Apollo 17 mengungkapkan bahwa Bulan berusia 40 juta tahun lebih tua dari perkiraan sebelumnya

Mendaftarlah untuk buletin sains Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan menarik, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
—

Debu bulan yang dikumpulkan oleh astronot Apollo 17 pada tahun 1970an mengungkapkan bahwa Bulan berusia 40 juta tahun lebih tua dari perkiraan sebelumnya.

Setelah mendarat di bulan pada 11 Desember 1972, astronot NASA Eugene Cernan dan Harrison Schmidt mengumpulkan bebatuan dan debu dari permukaan bulan. Analisis baru terhadap sampel tersebut mengungkapkan kristal zirkon dan berumur 4,46 miliar tahun. Perkiraan sebelumnya menunjukkan bahwa usia Bulan yang terbentuk akibat tumbukan besar-besaran di angkasa adalah 4,425 miliar tahun.

Hasilnya dipublikasikan Senin di jurnal Surat Perspektif Geokimia.

“Kristal-kristal ini adalah padatan tertua yang diketahui terbentuk setelah tumbukan raksasa. Karena kita mengetahui usia kristal-kristal ini,” Philip Heck, penulis senior studi tersebut, dan Robert A. Pritzker, kurator Departemen Studi Meteorit dan Kutub di Universitas Meteorologi AS Field Museum of Natural History di Chicago, mengatakan dalam sebuah laporan. Ini berfungsi sebagai jangkar untuk kronologi bulan.”

Masa-masa awal tata surya kita – ketika Bumi masih terbentuk dan bertambah besar – sangat kacau, dan benda-benda berbatu sering bertabrakan di luar angkasa. Selama periode lebih dari 4 miliar tahun yang lalu, sebuah benda seukuran Mars bertabrakan dengan Bumi, mengeluarkan bongkahan batu besar yang menjadi bulan, menurut para peneliti. Namun para ilmuwan masih kesulitan menentukan tanggal pasti peristiwa penting ini.

Energi tumbukan benda seukuran Mars dengan Bumi melelehkan bebatuan yang akhirnya membentuk permukaan Bulan.

“Ketika permukaannya dicairkan dengan cara ini, kristal zirkon tidak dapat terbentuk dan bertahan,” kata Heck, yang juga direktur senior Pusat Penelitian Integratif Negaunee di museum dan seorang profesor di Departemen Ilmu Geofisika di Universitas Chicago. “Itu terbentuk setelah lautan magma bulan mendingin.”

“Jika tidak, mereka akan meleleh dan tanda kimianya akan terhapus.”

Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh rekan penulis studi Bidong Zhang, seorang rekan peneliti di Departemen Ilmu Bumi, Planet dan Luar Angkasa di Universitas California, Los Angeles, menyarankan bahwa menentukan usia kristal dalam debu bulan dapat mengungkap usia sebenarnya dari Bulan. , Sehat.

Zhang dan rekannya Audrey Bouvier, seorang profesor ilmu planet eksperimental di Universitas Bayreuth di Jerman, mendekati Heck dan penulis studi utama Jennika Greer, seorang rekan peneliti di bidang geosains di Universitas Glasgow, untuk melihat kristal dalam skala nano menggunakan sebuah teknik canggih. Untuk menentukan komposisi kimianya dan menentukan umur bulan.

Penelitian ini merupakan penggunaan pertama metode analisis untuk menentukan umur kristal menggunakan tomografi probe atom, dan dilakukan dengan menggunakan instrumen di Universitas Northwestern di Evanston, Illinois, menurut penulis penelitian.

“Dalam tomografi probe atom, kita mulai dengan mempertajam sepotong sampel bulan ke ujung yang sangat tajam, menggunakan mikroskop sinar ion terfokus, hampir seperti rautan pensil yang sangat mewah,” kata Greer, yang merupakan kandidat doktor di Field Museum. . dan Universitas Chicago ketika saya mengerjakan penelitian ini. “Kemudian kami menggunakan laser ultraviolet untuk menguapkan atom dari permukaan ujung tersebut. Atom-atom tersebut bergerak melalui spektrometer massa, dan seberapa cepat mereka bergerak memberi tahu kita seberapa beratnya, yang pada gilirannya memberi tahu kita terbuat dari apa atom-atom tersebut.”

Analisis menunjukkan jumlah atom uranium yang ada di dalam kristal zirkon yang telah mengalami peluruhan radioaktif. Unsur dapat bertransformasi jika atomnya memiliki konfigurasi proton dan neutron yang tidak stabil, sehingga menyebabkan beberapa di antaranya meluruh, seperti peluruhan uranium menjadi timbal. Dengan melacak berapa lama proses ini berlangsung, para ilmuwan dapat menentukan usia sesuatu dengan membandingkan rasio atom uranium dan timbal.

“Penanggalan radiometrik bekerja seperti jam pasir,” kata Heck. “Dalam sebuah jam pasir, pasir mengalir dari satu bola kaca ke bola kaca lainnya, dengan berlalunya waktu yang ditandai dengan akumulasi pasir di bola kaca yang lebih rendah. Penanggalan radioaktif bekerja dengan cara yang sama dengan menghitung jumlah atom induk dan jumlah atom anak yang telah diubah olehnya. berlalunya waktu kemudian dapat dihitung karena Laju transformasi diketahui.

Tim peneliti menggunakan isotop timbal yang ditemukan dalam sampel debu bulan untuk menentukan bahwa kristal tersebut berusia 4,46 miliar tahun, yang menunjukkan bahwa Bulan setidaknya berusia sebesar itu.

“Sungguh menakjubkan bisa mendapatkan bukti bahwa batu yang ada di dalamnya adalah bagian tertua dari bulan yang kami temukan,” kata Greer. “Ini adalah titik penghubung bagi banyak pertanyaan tentang Bumi. Ketika Anda mengetahui usia suatu benda, Anda dapat lebih memahami apa yang terjadi pada benda tersebut dalam sejarahnya.”

Meskipun sampel bulan dikembalikan ke Bumi lebih dari 50 tahun yang lalu, dibutuhkan waktu lama untuk mengembangkan teknologi yang diperlukan untuk melakukan analisis kristal secara mendetail. Itu sebabnya NASA menunggu Temukan beberapa spesimen asli Mereka dikumpulkan selama era Apollo hingga beberapa tahun terakhir, sehingga memungkinkan wawasan lebih lanjut tentang bulan alami planet kita menggunakan metode paling canggih.

“Bulan adalah mitra penting dalam sistem planet kita,” kata Heck. “Ini menstabilkan poros rotasi bumi, itulah sebabnya ada 24 jam dalam sehari, dan mengapa ada pasang surut. Jika bukan karena Bulan, kehidupan di Bumi akan berbeda. Ini adalah bagian dari sistem alami kita yang kita miliki. ingin memahami lebih baik, dan penelitian kami memberikan potongan puzzle kecil dalam gambaran keseluruhan itu.