Ay Yüzeyinin Gizemli Kayaları: Titanyum ve Bazaltın Rolü
İlginç bir şekilde, Ay’daki yatakların çoğu titanyum bakımından zengindir ve TiO2 bazı örneklerin ağırlıkça yüzde 18’ini oluşturur. Ay yüzeyindeki kayaların nasıl oluştuğu, bilim insanları için 50 yılı aşkın bir süredir devam eden bir bilmece haline gelmiştir. Ancak nihayet aranan cevap bulunmuş olabilir.
Apollo astronotları, Ay’dan 380 kilogram kayayla döndüklerinde, bazı örnekler jeologlara tanıdık gelirken, diğerleri su veya havanın yokluğu gibi dünya dışı koşullar gerektirdiğinden pek tanıdık değildi. Bununla birlikte, bazı Ay maddeleri, bariz bir açıklama ile çözülemiyordu. Örneğin, Ay “denizlerini” oluşturan volkanik bazaltların titanyum konsantrasyonlarında yüz kat fark olduğu ve bileşim açısından Dünya’daki eşdeğerlerinden çok daha çeşitli olduğu tespit edilmiştir. Yüksek titanyumlu bazaltların oluşumu o zamandan beri bir sır olarak kalmıştır. Yörüngeden yapılan haritalama, bu kayaların oldukça yaygın olduğunu ortaya koymuş ve bulmacayı daha da karmaşık hale getirmiştir.
Bristol Üniversitesi’nden Profesör Tim Elliott’un liderliğindeki bir ekip, gizemli bazaltları laboratuvarda yeniden üretme çabasına girmiştir ve bu süreçte bunların Ay’da nasıl oluşmuş olabileceğine dair yeni bir açıklama sunmaktadır. Elliott, “Volkanik Ay kayalarının kökeni, ilksel magma okyanusunun soğuması sonucu oluşan, dengesiz, gezegen ölçeğinde bir kristal yığınının ‘çığını’ içeren büyüleyici bir hikayedir” demiş ve devam etmiştir: “Bu destansı tarihi sınırlamanın merkezinde, Ay’a özgü bir magma türünün varlığı yer alıyor, ancak bu tür magmaların Uzay görevleri tarafından örneklenmek üzere nasıl yüzeye çıktığını açıklamak zahmetli bir sorundu. Bu ikilemi çözmüş olmak harika.”
Problemin kaynağı, bazaltın yalnızca yüksek titanyum içermesi değil, aynı zamanda Dünya üzerindeki en benzer kayalara kıyasla yoğunluğunun düşük olmasıdır. Bu hafiflik, 3,5 milyar yıl önce, Ay’ın volkanik olarak aktifliği sona ermeden önce, yaygın patlamalara katkıda bulunmuştur. Ancak jeologlar, bu bileşimin yalnızca Ay’da neden ortaya çıktığını açıklama konusunda zorluk yaşamışlardır.
Bazı jeologlar, titanyum açısından zengin bazaltların, Ay mantosunda ilmenit içeren kümülatlar olarak bilinen malzemelerden geldiğini öne sürmüşlerdir. Ancak laboratuvardaki kısmen erimiş kümülatlar bu bazaltlarla eşleşmiyordu. Ayrıca, ortaya çıkan malzeme o kadar yoğundu ki yüzeye ulaşması imkansız görünüyordu.
Elliott ve meslektaşları, ilmenit içeren kümülatların, ortak mineral olan olivin ve ortopiroksen ile reaksiyona girdiğinde erimiş ürünün, insanların açıklamaya çalıştığı titanyum açısından zengin bazaltlarla eşleştiğini göstermişlerdir. Ortaya çıkan düşük yoğunlukta da bu eşleşme görülmekte ve patlamaların yaygınlığını daha anlamlı kılmaktadır.
Elliott ve ortak yazarlar, “Her ne kadar bu model Ay’ın erime-katı etkileşimini tam olarak kopyalamasa da; Ay yüzeyinde patlayan titanyum açısından zengin magmaların, ilmenit içeren kümülatların kısmi erimesi yoluyla elde edilebileceğini, ancak eriyiklerin ay mantosundaki reaktif akış yoluyla elementel ve izotopik bileşimlerinde kapsamlı değişikliklere uğradığını ileri sürüyoruz” diye yazmakta ve eklemektedirler: “Bu nedenle reaktif akış, eriyik yoğunluğunu azaltan ve yüksek Ti eriyiklerinin ay yüzeyinde patlamasına izin veren kritik bir süreç olabilir.”
Çalışma, Nature Geoscience dergisinde yayınlandı.
