Das von Li Yang und Cao Zhi am Institut für Geochemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften geleitete Forschungsteam bestätigte zum ersten Mal, dass submikroskopische Magnetitpartikel überall auf der Mondoberfläche weit verbreitet sind. Diese Information aktualisiert unser Verständnis der mikroskaligen Oxidationsumgebung des Mondes.
Forscher führten vor Ort eine Elektronenmikroanalyse von tropfenförmigen, abgerundeten Eisensulfidkörnern durch, die in Impaktgläsern im feinsten Mondboden von Chang’e-5 eingebettet waren. Dabei bestätigten sie, dass durch Impakt entstandener submikroskopischer Magnetit im Mondregolith allgegenwärtig ist. Der Magnetitgehalt hängt eng mit dem Titangehalt in der Region zusammen.
Magnetit ist ein wichtiges oxidiertes Mineral in der Planetenforschung und sein Vorkommen steht im Zusammenhang mit Paläomagnetfeldern und Anzeichen von Leben. Es wird allgemein angenommen, dass es auf der reduzierten Mondoberfläche selten ist.
Obwohl Untersuchungen mittels Mößbauer-Spektroskopie und Elektronenspinresonanz (ESR) die Hypothese aufgestellt haben, dass in den Mondböden der Apollo-Missionen submikroskopische „magnetitartige“ Phasen vorkommen, gibt es keine entsprechenden mineralogischen Beweise für ihre Entstehung und mögliche Verbreitung auf dem Mond.
Die Studie von Li und Cao zeigte, dass in den tropfenförmigen, abgerundeten Eisensulfidkörnern, die in Impaktgläser eingebettet sind, eine große Anzahl submikroskopischer Magnetitpartikel vorhanden war, und der Magnetitgehalt korrelierte positiv mit dem Titangehalt im Glas. Die Mikroanalyse zeigte, dass diese Art von Magnetit durch das Impaktereignis verursacht wurde.
Zur Erklärung seiner Entstehung verwendeten die Forscher den eutektoiden Reaktionsmechanismus (4FeO = Fe3O4 + Fe).
Statistische Ergebnisse zeigten, dass sich auf der Oberfläche von etwa 200 glasartigen Körnern sieben tropfenförmige Eisensulfidkörner mit Magnetit befanden. Die Bildung von Sulfidtröpfchen auf Glas ist üblich, weist jedoch eine gewisse Wahrscheinlichkeit auf, und die Bildung von Magnetit entspricht der in Bezug auf den Ti-Gehalt im Aufprallglas hervorgehobenen Regel.
„Wir glauben, dass der submikroskopische Magnetit in den tröpfchenförmigen Eisensulfidkörnern einen mineralogischen In-situ-Beweis für die submikroskopischen ‚magnetitähnlichen‘ Phasen liefert, die während der Apollo-Ära erkannt wurden“, sagte Li Yang. „Dies liefert eine solide Grundlage für die Schlussfolgerung, dass durch Einschläge entstandener submikroskopischer Magnetit im Mondregolith der titanreichen Region allgegenwärtig sein könnte.“
Die Studie war veröffentlicht im Journal Wissenschaftliche Fortschritte am 20. September.
Die in dieser Studie beschriebene potenziell allgegenwärtige Produktion ferromagnetischer Mineralien liefert auch weitere Belege für einen durch Einschläge verursachten Mechanismus der magnetischen Anomalien auf der Mondoberfläche, der in früheren Studien festgestellt wurde.
Die Sulfide im flüssigen äußeren Kern und das Ilmenit, das durch die Umwälzungen des frühen Mondmantels mitgeführt wurde, kamen in der Hochdruckumgebung (~4,75 GPa) der Mondkern-Mantel-Grenze miteinander in Kontakt. Dies könnte zur Anwesenheit von gelöstem Sauerstoff im Sulfid und zur Bildung von Magnetit im tiefen Mond geführt haben.
Weitere Informationen:
Zhi Cao et al., Submikroskopischer Magnetit könnte im Mondregolith der Titan-reichen Region allgegenwärtig sein, Wissenschaftliche Fortschritte (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adn2301