Når du går rundt på blød grund, kan du bemærke, hvordan dine fødder efterlader indtryk? Måske har du lejlighedsvis sporet noget af den løsere jord i din have ind i huset? Hvis du skulle samle nogle af disse spor - hvad vi kalder snavs eller jord - og undersøge dem under et mikroskop, hvad ville du så?
I det væsentlige ville du se komponenterne i det, der er kendt som regolith, som er en samling af partikler af støv, jord, brudt sten og andre materialer, der findes her på Jorden. Men interessant nok kan dette samme grundlæggende materiale også findes i andre landlige miljøer - inklusive Månen, Mars, andre planeter og endda asteroider.
Definition:
Udtrykket regolit refererer til ethvert lag af materiale, der dækker fast sten, som kan komme i form af støv, jord eller brudt sten. Ordet er afledt af kombinationen af to græske ord - rhegos (som betyder "tæppe") og lithos (som betyder "rock).
Jorden:
På Jorden har regolith form af snavs, jord, sand og andre komponenter, der dannes som et resultat af naturlig forvitring og biologiske processer. På grund af en kombination af erosion, alluviale aflejringer (dvs. bevægende vand, der afsætter sand), vulkanudbrud eller tektonisk aktivitet, bliver materialet langsomt nedfældet og lagt ud over fast grund.
Det kan bestå af ler, silikater, forskellige mineraler, grundvand og organiske molekyler. Regolith på Jorden kan variere fra at være i det væsentlige fraværende til at være hundreder af meter tyk. Dets kan også være meget ung (i form af aske, alluvium eller lavasten, der netop blev afsat) til hundreder af millioner af år gammel (regolit, der dateres til den præambiske alder, forekommer i dele af Australien).
På jorden er tilstedeværelsen af regolit en af de vigtige faktorer for det meste liv, da få planter kan vokse på eller inden i fast sten, og dyr ville ikke være i stand til at grave og bygge husly uden løst materiale. Regolith er også vigtig for mennesker, da den er blevet brugt siden civilisationens morgen (i form af muddersten, beton og keramik) til at bygge huse, veje og andre civile værker.
Forskellen i terminologi mellem "jord" (også kaldet snavs, mudder osv.) Og "sand" er tilstedeværelsen af organiske materialer. Førstnævnte findes den i overflod, og det er det, der adskiller regolith på jorden fra de fleste andre landlige miljøer i vores solsystem.
Månen:
Månens overflade er dækket med et fint pulverformigt materiale, som forskere kalder det ”månens regolit”. Næsten hele månens overflade er dækket med regolit, og grundfjellet er kun synligt på væggene i meget stejle krater.
Månens regolit blev dannet over milliarder af år ved konstant meteoritpåvirkning på Månens overflade. Videnskabsmænd estimerer, at månegregolitten strækker sig ned 4-5 meter nogle steder, og endda så dybt som 15 meter i de ældre højlandsområder.
Da planerne blev sammensat for Apollo-missionerne, var nogle videnskabsfolk bekymrede over, at månegregolitten ville være for let og pulveriseret til at understøtte månelanderens vægt. I stedet for at lande på overfladen, var de bekymrede for, at landeren bare ville synke ned i den som en snebank.
Landinger, der blev udført af robot Surveyor-rumfartøjet, viste imidlertid, at månens jord var fast nok til at understøtte et rumfartøj, og astronauter forklarede senere, at månens overflade føltes meget fast under deres fødder. Under Apollo-landingerne fandt astronauterne det ofte nødvendigt at bruge en hammer til at drive et kerneudtagningsværktøj ind i det.
Når astronauter nåede overfladen, rapporterede de, at det fine månestøv holdt sig fast i deres rumdragter og derefter støvede indersiden af månelanderen. Astronauterne hævdede også, at det kom ind i deres øjne, hvilket gjorde dem røde; og værre, endda kom ind i deres lunger, hvilket gav dem hoste. Månestøv er meget slibende og er blevet kendt for sin evne til at slette rumdragter og elektronik.
Årsagen til dette er, fordi månens regolit er skarp og ujævn. Dette skyldes det faktum, at Månen ikke har nogen atmosfære eller flyder vand på det, og derfor ingen naturlig forvitringsproces. Da mikro-meteoroiderne smækkede ind i overfladen og skabte alle partiklerne, var der ingen fremgangsmåde til at nedbære dens skarpe kanter.
Udtrykket måneflade bruges ofte ombytteligt med ”måneforrit”, men nogle har hævdet, at udtrykket ”jord” ikke er korrekt, fordi det defineres som at have organisk indhold. Standardanvendelse blandt måneforskere har imidlertid en tendens til at ignorere denne sondring. ”Månestøv” bruges også, men hovedsageligt for at henvise til endnu finere materialer end måne jord.
Da NASA arbejder med planer om at sende mennesker tilbage til Månen i de kommende år, arbejder forskerne med at lære de bedste måder at arbejde med månens regolit. Fremtidige kolonister kunne miner mineraler, vand og endda ilt ud af månens jord og bruge det til også at fremstille baser.
Mars:
Landere og rovere, der er sendt til Mars af NASA, russerne og ESA, har returneret mange interessante fotografier, der viser et landskab, der er dækket med store vidder med sand og støv samt klipper og sten.
Sammenlignet med månens regolit, er Mars-støvet meget fint, og der er stadig nok ophængt i atmosfæren til at give himlen en rødlig farvetone. Støvet opsøges lejlighedsvis i store, planetbrede støvstorme, som er ret langsomme på grund af den meget lave tæthed i atmosfæren.
Årsagen til, at Martian regolith er så meget finere end den, der findes på Månen, tilskrives det strømmende vand og floddale, der engang dækkede dens overflade. Mars-forskere er i øjeblikket ved at undersøge, om martiansk regolit stadig er ved at blive formet også i den nuværende epoke.
Det antages, at store mængder vand og kuldioxidis forbliver frosne inden for regolitten, hvilket ville være nyttigt, hvis og når bemandet mission (og endda koloniseringsindsats) finder sted i de kommende årtier.
Mars-månen af Deimos er også dækket af et lag af regolit, der skønnes at være 50 meter (160 fod) tykt. Billeder fra Viking 2-orbiteren bekræftede dens tilstedeværelse fra en højde på 30 km (19 miles) over månens overflade.
Asteroider og ydre solsystem:
Den eneste andre planet i vores solsystem, der vides at have regolit, er Titan, Saturns største måne. Overfladen er kendt for sine store klitterområder, skønt den nøjagtige oprindelse af dem ikke er kendt. Nogle forskere har antydet, at det kan være små fragmenter af vandis, der eroderet af Titans flydende metan, eller muligvis partikelformigt organisk stof, der dannedes i Titans atmosfære og regnede ned på overfladen.
En anden mulighed er, at en række kraftige vindomvendinger, der forekommer to gange i løbet af et enkelt Saturn-år (30 jordår), er ansvarlige for dannelse af disse klitter, som måler flere hundrede meter høje og strækker sig over hundreder af kilometer. I øjeblikket er jordforskere stadig ikke sikre på, hvad Titans regolit består af.
Data, der blev returneret af Huygens Probes penetrometer, indikerede, at overfladen kan være lerlignende, men langtidsanalyse af dataene har antydet, at de kan være sammensat af sandlignende iskorn. De billeder, der er taget af sonden, når de landede på månens overflade, viser en flad slette, der er dækket af afrundede småsten, som muligvis er lavet af vandis og antyder handlingen med at flytte væsker på dem.
Det er også observeret, at asteroider har regolit på deres overflader. Dette er resultatet af meteoriodpåvirkninger, der har fundet sted i løbet af millioner af år, pulveriserer deres overflader og skaber støv og små partikler, der føres inden i kraterne.
NASAs NEAR Shoemaker-rumfartøj producerede bevis for regolit på overfladen af asteroiden 433 Eros, som stadig er de bedste billeder af asteroide regolit til dato. Yderligere bevis er leveret af JAXAs Hayabusa-mission, der returnerede klare billeder af regolith på en asteroide, som blev antaget at være for lille til at holde fast i den.
Billeder leveret af det optiske, spektroskopiske og infrarøde fjernafbildningssystem (OSIRIS) kameraer ombord på Rosetta rumfartøj bekræftede, at asteroiden 21 Lutetia har et lag regolit i nærheden af sin nordpol, som blev set at strømme i større jordskred i forbindelse med variationer i asteriodens albedo.
For at nedbryde det kortfattet, uanset hvor der er sten, er der sandsynligvis regolit. Uanset om det er et produkt af vind eller strømmende vand, eller tilstedeværelsen af meteorer, der påvirker overfladen, kan der findes god gammeldags "snavs" næsten hvor som helst i vores solsystem; og mest sandsynligt i universet ud over ...
Vi har lavet flere artikler om Månens regolit her på Space Magazine. Her er en måde astronauter muligvis kan udtrække vand fra månens regolit med enkle køkkenapparater, og en artikel om NASAs søgning efter en månegraver.
Vil du købe en simulant til månens regolit? Her er et websted, der giver dig mulighed for at købe det. Vil du være en månearbejder? Der er masser af godt metal i den måneform.
Du kan lytte til en meget interessant podcast om dannelsen af Månen fra Astronomy Cast, Afsnit 17: Hvor kom månen fra?
Reference:
NASA
