Katastrofa zapisana w atomach Księżyca

Gigantyczne uderzenie sprzed ponad czterech miliardów lat mogło trwale zmienić wnętrze Księżyca. Analiza próbek przywiezionych przez chińską misję Chang’e 6 pokazuje, że ślad tamtej katastrofy zapisał się nie tylko w krajobrazie, lecz także w chemii skał. To może być istotne dla przyszłej obecności ludzi w kosmosie

Jedną z najbardziej charakterystycznych cech Księżyca jest wyraźna różnica między jego dwiema półkulami. Strona zwrócona ku Ziemi pokryta jest rozległymi równinami wulkanicznymi, tzw. morzami księżycowymi. Druga, niewidoczna z Ziemi półkula, jest silnie usiana kraterami. Źródła tej asymetrii od dekad są przedmiotem sporów.

Nowych danych dostarczyła chińska misja Chang’e 6, która w 2024 r. jako pierwsza sprowadziła na Ziemię próbki skał z obszaru położonego po niewidocznej stronie Księżyca. 

Izotopy jako zapis dawnych procesów

Zespół badaczy z Chińskiej Akademii Nauk przeanalizował cztery niewielkie fragmenty bazaltu, czyli skały powstałej z krzepnącej magmy. 

Kluczowe okazały się izotopy (atomy tego samego pierwiastka różniące się masą). Są one szczególnie użyteczne w badaniach planetarnych, ponieważ różne procesy fizyczne i geologiczne pozostawiają w ich proporcjach trwałe ślady. W przypadku skał przywiezionych z Księżyca chodzi o izotopy potasu, pierwiastka umiarkowanie lotnego, który w bardzo wysokiej temperaturze może przechodzić w fazę gazową i „uciekać” w przestrzeń kosmiczną.

W próbkach pobranych z Basenu Biegun Południowy – Aitken stwierdzono podwyższony udział cięższego izotopu potasu w porównaniu ze skałami zebranymi przez misje Apollo po stronie widocznej z Ziemi. Autorzy analizy podkreślają, że różnic tych nie da się wyjaśnić wulkanizmem ani oddziaływaniem promieniowania kosmicznego.

Ślad po uderzeniu zapisany w chemii

Najbardziej spójne wyjaśnienie wiąże się z samym powstaniem Basenu Biegun Południowy – Aitken. To największy znany basen uderzeniowy na Księżycu i jeden z największych w całym Układzie Słonecznym – ma średnicę około 2,5 tys. km i głębokość sięgającą 13 km.

Energia uderzenia, które go stworzyło, musiała być na tyle duża, że doprowadziła do intensywnego nagrzania dolnej skorupy i górnego płaszcza Księżyca. W takich warunkach część lotnych pierwiastków, w tym potasu, mogła ulec parowaniu.

Ponieważ w trakcie tego procesu szybciej tracone są izotopy lżejsze, pozostały materiał staje się względnie wzbogacony w izotopy cięższe. Autorzy badania opublikowanego w Proceedings of the National Academy of Sciences wskazują, że nawet ograniczone odparowanie potasu w trakcie uderzenia mogło trwale zmienić proporcje jego izotopów, dokładnie w taki sposób, jaki dziś widzimy w próbkach z misji Chang’e 6.

Konsekwencje dla historii Księżyca…

Ten chemiczny sygnał ma istotne znaczenie dla interpretacji globalnej ewolucji Księżyca. Zubożenie wnętrza w lotne składniki utrudnia powstawanie magmy, a tym samym ogranicza skalę późniejszego wulkanizmu. Może to tłumaczyć, dlaczego po niewidocznej stronie Księżyca niemal nie występują rozległe morza lawowe, a sam Basen Biegun Południowy – Aitken nie został wypełniony ciemną lawą bazaltową, w przeciwieństwie do wielu basenów po stronie widocznej z Ziemi.

Wyniki te są spójne z wcześniejszymi obserwacjami wskazującymi na niższą zawartość wody w płaszczu po niewidocznej stronie Księżyca, również identyfikowaną w próbkach zebranych przez Chang’e 6. Woda, podobnie jak potas, należy do lotnych składników, które mogły zostać częściowo utracone w wyniku ekstremalnego nagrzania wnętrza podczas formowania się basenu. Razem tworzy to obraz Księżyca, którego wewnętrzna chemia została trwale zmieniona bardzo wcześnie w jego historii.

…i dla obecności ludzi na Księżycu

Znaczenie tych wyników wykracza poza rekonstrukcję dawnych zdarzeń. W momencie, gdy misja Artemis 2 przygotowuje się do pierwszego od pół wieku załogowego lotu wokół Księżyca, coraz większą wagę mają pytania o jego zasoby, wewnętrzną budowę i długofalową ewolucję geologiczną.

Zrozumienie, dlaczego niektóre regiony Księżyca są uboższe w wodę i inne lotne składniki, ma bezpośrednie znaczenie dla planowania przyszłych misji, lokalizacji baz oraz wykorzystania zasobów na miejscu. Próbki z niewidocznej strony pokazują, że Księżyc nie jest geologiczną jednorodną bryłą, lecz ciałem, którego historia została silnie ukształtowana przez ekstremalne zdarzenia.

W tym sensie misja Chang’e 6 i badania izotopowe opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences dostarczają wiedzy istotnej nie tylko dla planetologów, lecz także dla kolejnego etapu obecności ludzi w przestrzeni kosmicznej.

Źródła: 

Heng-Ci Tian i in., Isotopic evidence for volatile loss driven by South Pole Aitken basin–forming impact, Proceedings of the National Academy of Sciences, 12 stycznia 2026

Keith Cooper, A colossal asteroid may have warped the moon from the inside out, Space.com, 23 stycznia 2026