Yutu’dan Ay Toprakları Analizi

Çin’e ait Yutu uzay aracı Ay topraklarını analiz etmeye devam ediyor. Elde edilen son veriler Yutu’nun bulunduğu bölgedeki bazaltların daha önce Apollo ve Luna görevleri sırasında toplananlardan farklı türde olduğunu gösteriyor. Bu durumun, Ay’ın hiçbir zaman homojen bir yapıya sahip olmadığına işaret ettiği belirtiliyor.

Ay toprakları daha önce Amerikan Apollo (1969-1972) ve Sovyet Luna (1970-1976) görevleri sırasında doğrudan incelenmişti. Bu görevler sona erdiğinden beriyse Ay toprakları hakkında elde edilen tüm bilgiler yörüngedeki cihazlardan sağlanıyor. Ancak bu cihazlar, sadece Ay’ın yüzeyindeki toprakları inceleyebiliyor ve elde edilen verileri yorumlamak çok zor.

Yutu’nun şu an üzerinde dolaştığı topraklar görece yakın zamanlarda meydana gelen lav akışlarıyla oluştuğu için bu bölgedeki regolit katmanı ince. Bu yüzden bölgedeki yüzey topraklarının bileşiminin derinlerdeki volkanik kayalarınkine benzediği düşünülüyor.

Apollo ve Luna görevleri sırasında toplanan bazaltların, 3 ila 4 milyar yıl önce meydana gelen volkanik etkinlikler sırasında yüzeye çıkan lavların soğumasıyla oluştuğu düşünülüyor. Yutu’nun üzerinde bulunduğu Imbrium havzasıysa görece daha yakın zamanlarda meydana gelen volkanik etkinliklerden kalma lavların katılaşmasıyla oluşmuş.

Ay toprakları üzerinde bugüne kadar yapılan analizler topraklardaki titanyum miktarının kütlece %1 ile %15 arasında değiştiğini gösteriyor. Apollo ve Luna görevlerinde toplanan kayalardaki titanyum oranının ya çok düşük ya da çok yüksek olduğu bulunmuştu. Yutu’nun analiz ettiği topraklardaki titanyum miktarınınsa orta seviyelerde olduğu görülüyor. Ayrıca bu topraklar demir bakımından da zengin. Farklı bölgelerdeki toprakların farklı bileşimlere sahip olması, Ay’ın dış mantosunun bileşiminin, Dünya’nınkinin aksine, homojen bir dağılıma sahip olmadığına işaret ediyor.

Magma soğurken farklı mineraller farklı zamanlarda kristalleşir. Genellikle ilk kristalleşen mineraller, magnezyum ve demir bakımından zengin olan olivin ve piroksindir. Bu mineraller magmadan daha yoğun olduklarından dibe batarlar. Daha sonra kristalleşen feldspatın yoğunluğuysa magmanınkinden daha düşük olduğu için bu mineral yüzerek üste çıkar.

Ay topraklarındaki titanyumun içinde bulunduğu ilmenit minerali (FeTiO₃) genellikle çok geç aşamalarda, muhtemelen başlangıçtaki eriyiğin sadece %5’i henüz katılaşmamışken, kristalleşmeye başlar. Bu mineral de magmadan daha yoğun olduğu için dibe batar ve titanyum bakımından zengin bölgeleri meydana getirir.

Imbrium havzasındaki toprakların bileşimiyle ilgili yapılan uzaktan gözlemler, bu toprakların hem olivin hem de ilmenit bakımından zengin olduğunu göstermişti. Olivin erken dönemlerde, ilmenitse geç dönemlerde kristalleşen mineraller oldukları için geçmişte bu durumu açıklamakta zorlanılıyordu. Ancak Yutu’nun yaptığı çalışmalar, Imbrium havzasının hem olivin hem de ilmenit bakımından zengin olmasının sebebi hakkında ipucu veriyor.

Olivindeki silisyum atomları ya magnezyum atomlarına ya da demir atomlarına bağlanır ve magnezyum/demir oranı mineralin farklı formları arasında değişkenlik gösterir. Erken zamanlarda oluşan olivinin magnezyum bakımından zengin olması beklenir, ancak Yutu’nun yaptığı ölçümler Imbrium havzasındaki olivin minerallerinin yüksek ya da orta seviyede demir içerdiğini gösteriyor. Araştırmacılara göre, geç zamanlarda oluşan demir bakımından zengin piroksen ve ilmenit mineralleri dibe batarken erken zamanlarda oluşan magnezyum bakımından zengin olivin mineralleriyse yükselmeye başladı. Bu sırada farklı mineraller karışarak hibritleşti ve toprakların bileşimi bugünkü halini aldı.