Kun laava virtasi Kylmyyden meressä

Mare Frigoris on se omituisenmuotoinen tumma kaistale Kuun lähipuolen pohjoisosissa. Pitkän matkaa se reunustaa Mare Imbriumia muodostaen Kuu-ukon kulmakarvan, ja jatkeineen (Sinus Roris ja Lacus Mortis) se kattaa reilut sata pituusastetta, tai tuollaiset 1700 km. Mistään vähäpätöisestä pläntistä ei siis ole kyse. Toisin kuin pyöreämmät meret, Mare Frigoriksen ei tiedetä täyttävän mitään törmäysallasta. Tämä voi osaltaan selittää sitä, että Frigorista on tutkittu moniin muihin Kuun meriin verrattuna hyvin vähän.

Mare Frigoriksen tutkimusalueelta kartoitetut vulkaaniset yksiköt. Yksiköiden ikäsuhteet ja koostumukset on annettu seuraavassa kuvassa. CD = cryptomare deposit, EBF = eastern basalt feature, ECF = eastern central Frigoris, EF = eastern Frigoris, PD = pyroclastic deposit, WCF = western central Frigoris, WF = western Frigoris. Kuva: Kramer et al. 2015 / JGR / Wiley.

Tutkimusalueen kivilajiyksiköiden ikäsuhteet
(vanhimmat alimpana) ja niiden rauta- ja
titaanipitoisuudet. Kuva: Kramer et al. 2015 / 
JGR / Wiley.

Korkean alumiinipitoisuuden basaltit taas ovat Apollo-näytteissä harvinaisia Kuun basaltteja. Niissä on 12–18 painoprosenttia alumiinia (Al2O3), kun tavallisissa mare-basalteissa Al2O3-pitoisuus on vain 7–12 painoprosenttia. Lisäksi Apollo 14:n korkean alumiinipitoisuuden basalttinäytteistä löydettiin ainutlaatuisen korkeita kaliumpitoisuuksia. Kenties kiinnostavin piirre korkean alumiinipitoisuuden basalteissa on kuitenkin se, että kaikista mare-basalteista vanhimmat, noin 4,3 miljardin vuoden taakse ajoitetut Apollo 14:n basalttinäytteet ovat juuri korkean alumiinipitoisuuden tyyppiä. Niinpä nämä basaltit avaavat ikkunan Kuun varhaiseen magmaattiseen toimintaan.

Mitä tekemistä Mare Frigoriksella ja korkean alumiinipitoisuuden basalteilla sitten on toistensa kanssa? Paljonkin, ainakin jos uskomme Georgiana Kramerin ja kollegojen painotuoretta artikkelia Mare Frigoriksen basalteista. Ja itse ainakin uskon, sillä minulla oli ilo olla viimeisen muutaman vuoden aikana mukana tuossa seitsemisen vuotta kestäneessä, viime tammikuussa kuolleen B. Ray Hawken ideasta poikineessa projektissa, jonka ensimmäiset tulokset julkaistiin jo keväällä 2009. Silloin tutkimusryhmän koostumuskin oli varsin toinen kuin tutkimuksen lopullisessa artikkeliversiossa.

Kramerin laaja tutkimus perustui etenkin spektrianalyysiin Clementine-luotaimen monikanava-aineistosta, joka yltää ultravioletista lähi-infrapunaan. Oleellisia analyysissä olivat Mare Frigoriksen pintaa ruopineet pienet kraatterit, jotka tarjoavat nähtäväksi säteilyn ja mikrometeoriittipommituksen muokkaamaa pintaa tuoreempaa materiaalia. Näitä Frigoriksen basaltteihin syntyneitä kraattereita tutkittiin peräti 1533 kappaletta, ja ne antavat kattavan kuvan Frigoriksen alueen laavojen koostumuksesta ja alueen vulkaanisesta historiasta. Äkkiseltään vilkaisten piirteettömältä vaikuttava mare-tasanko on geologisessa mielessä kaikkea muuta kuin yksitoikkoinen.

Tutkimuksessa kävi ilmi, että Frigoriksen vulkaaninen historia on ollut pitkä ja todella monivaiheinen. Vaikka eri aikoina eri puolilla Frigorista purkautuneiden laavojen ja vähäisempien pyroklastisten ainesten koostumus on vaihdellut, niistä useimpia kuitenkin yhdistää yksi tekijä: Frigoriksen laavoista valtaosa on korkean alumiinipitoisuuden tyyppiä. Frigoris onkin pinta-alaltaan laajin korkean alumiinipitoisuuden basalttien esiintymisalue. Vaikka tällaiset basaltit siis ovat suuria harvinaisuuksia Apollo-näytteissä, ovat ne kuitenkin todellisuudessa Kuun pinnalla luultua yleisempiä. Tämä osoittaa jälleen kerran todeksi sen, että niin loistavia kuin Apollo-lennot olivatkin, on käsityksemme Kuusta väkisinkin hieman vääristynyt laskeutumispaikkojen vähyyden ja samankaltaisuuden vuoksi.

Frigoriksen seutukunta osuu yksiin erään Jeff Andrews-Hannan viime vuonna ehdottaman mahdollisen repeämävyöhykkeen kanssa. On tällä hetkellä arvailujen varassa, onko Frigoriksen basalttien koostumuksella suoraa yhteyttä ehdotetun repeämävyöhykkeen kanssa, mutta mahdolliselta se vaikuttaa. Mare Frigoris voikin paljastaa vielä kaikenlaista uutta ja yllättävää Kuun geologisesta historiasta ja niistä monimutkaisista prosesseista, jotka siihen ovat vaikuttaneet. 

P.S. 27.11.2015. Juttu pääsi Journal of Geophysical Research: Planets -lehden lokakuun numeron kanteenkin. Kuvassa ylinnä on Mare Frigoriksen rautapitoisuus, alinna titaanipitoisuus, ja keskellä 1533:n tutkimuksessa käytetyn pienen kraatterin sijainti. Kraatteripisteet on merkitty myös rauta- ja titaanikarttoihin. Kohdissa, joissa kraatteria osoittava piste erottuu taustastaan, on pintaregoliitin ja kraatterin paljastaman syvemmän, tuoreen aineksen koostumuksissa ero.

 

Kramer G. Y., Jaiswal B., Hawke B. R., Öhman T., Giguere T. A. & Johnson K., 2015. The Basalts of Mare Frigoris. Journal of Geophysical Research: Planets, vol. 120, no. 10, pp. 1646–1670, doi: 10.1002/2014JE004753.