Kun kävelet pehmeällä kentällä, huomaatko kuinka jalat jättävät vaikutelman? Ehkä olet seurannut joitain puutarhasi löysämpiä maita taloon toisinaan? Jos ottaisit joitain näistä jälkeistä - mitä me tarkoitamme likaksi tai maaperäksi - ja tutkisimme niitä mikroskoopin alla, mitä näkisit?
Pohjimmiltaan näkisit komponentit, jotka tunnetaan nimellä regolith, joka on kokoelma hiukkasia pölystä, maaperästä, murtuneesta kivistä ja muista materiaaleista, joita täällä Maapallolla löytyy. Mutta mielenkiintoista kyllä, tämä sama perusmateriaali löytyy myös muista maaympäristöistä - mukaan lukien Kuu, Mars, muut planeetat ja jopa asteroidit.
Määritelmä:
Termi regolith viittaa mihin tahansa materiaalikerrokseen, joka peittää kiinteän kiven, joka voi olla pölyn, maaperän tai rikkoutuneen kivin muodossa. Sana on johdettu kahden kreikkalaisen sanan - rhegos (joka tarkoittaa ”viltti”) ja litos (mikä tarkoittaa ”rock”) yhdistelmästä.
Earth:
Maapallolla regoliitti on lian, maaperän, hiekan ja muiden komponenttien muodossa, jotka muodostuvat luonnollisen sään ja biologisten prosessien seurauksena. Eroosion, aluiaalisten kerrostumien (ts. Liikkuvan veden laskevan hiekan), tulivuorenpurkausten tai tektonisen aktiivisuuden yhdistelmän vuoksi materiaali maata hitaasti ja asetetaan kiinteän kallioperän päälle.
Se voi koostua savista, silikaateista, erilaisista mineraaleista, pohjavesistä ja orgaanisista molekyyleistä. Regolith maan päällä voi vaihdella oleellisesti poissaolosta satojen metrien paksuuteen. Se voi myös olla hyvin nuori (tuhkan, alluviumin tai juuri talletetun laavakiven muodossa) satojen miljoonien vuosien vanhoihin (Precambrian aikakauteen liittyvä regolith esiintyy tietyissä Australian osissa).
Maapallolla regoliitin läsnäolo on yksi tärkeimmistä tekijöistä suurimmassa osassa elämää, koska harvat kasvit voivat kasvaa kiinteän kallion päällä tai sisällä ja eläimet eivät pystyisi hautaamaan tai rakentamaan suojaa ilman löysää materiaalia. Regolith on tärkeä myös ihmisille, koska sitä on käytetty sivilisaation alusta lähtien (mutatiilien, betonin ja keramiikan muodossa) talojen, teiden ja muiden rakennustöiden rakentamiseen.
Ero termin "maaperän" (aka. Lika, muta jne.) Ja "hiekan" välillä on orgaanisten aineiden läsnäolo. Edellisessä se on olemassa runsaasti, ja se erottaa maapallon regolitin useimmista muista aurinkokunnan maaperäisistä ympäristöistä.
Kuu:
Kuun pinta on peitetty hienolla jauhemaisella materiaalilla, jonka tutkijat kutsuvat sitä ”kuun regolitiksi”. Lähes koko kuun pinta on peitetty regolitilla, ja kallioperä on näkyvissä vain erittäin jyrkkien kraatterien seinämillä.
Kuun regolith muodosti miljardien vuosien ajan jatkuvien meteoriittien vaikutuksista Kuun pintaan. Tutkijoiden arvioiden mukaan kuun regolithin pituus on 4–5 metriä joissain paikoissa ja jopa 15 metriä vanhemmissa ylämaan alueilla.
Kun Apollo-operaatioita koskevat suunnitelmat valmisteltiin, jotkut tutkijat olivat huolissaan siitä, että kuukausirekoliitti olisi liian kevyt ja jauhemainen tukemaan kuunlaskurin painoa. Sen sijaan, että laskeutuisi pintaan, he olivat huolissaan siitä, että maa-auto laski vain alas kuin lumipannu.
Robottisten Surveyor-avaruusalusten suorittamat laskut osoittivat kuitenkin, että kuun maaperä oli riittävän luja tukemaan avaruusalusta, ja astronautit selittivät myöhemmin, että Kuun pinta tuntui erittäin tiukalta jalkojensa alla. Apollon laskujen aikana astronautit pitivät usein tarpeellisena käyttää vasaraa ajaakseen ydinnäytteenottotyökalu siihen.
Kun astronautit olivat saavuttaneet pinnan, he kertoivat, että hieno kuutipöly tarttui niiden avaruuspukuihin ja pölysi sitten kuunlaskurin sisäpuolelle. Astronautit väittivät myös, että se pääsi heidän silmiinsä tekemällä heistä punaiset; ja mikä pahempaa, jopa pääsi keuhkoihinsa, aiheuttaen yskää. Kuun pöly on hyvin hankaavaa, ja siitä on huomattu sen kyky kuluttaa avaruuspuvuja ja elektroniikkaa.
Syynä tähän on se, että kuun regoliti on terävä ja sakko. Tämä johtuu siitä, että Kuussa ei ole ilmakehää tai virtaavaa vettä, eikä siten luonnollista sääprosessia. Kun mikrometeoroidit iskivat pintaan ja loivat kaikki hiukkaset, ei ollut mitään prosessia sen terävien reunojen kuluttamiseksi.
Ilmausta kuun maaperä käytetään usein vuorottelevasti käsitteen ”kuun regolith” kanssa, mutta jotkut ovat väittäneet, että termi “maaperä” ei ole oikea, koska sen määritelmän mukaan on orgaaninen pitoisuus. Kuututkijoiden keskuudessa tavanomaisella käytöllä on kuitenkin taipumus sivuuttaa tämä ero. Käytetään myös ”kuunpölyä”, mutta lähinnä viittaamaan jopa hienompiin materiaaleihin kuin kuun maaperä.
Koska NASA työskentelee suunnitelmissa lähettää ihmiset takaisin Kuuhin tulevina vuosina, tutkijat pyrkivät oppimaan parhaita tapoja työskennellä kuun regolithin kanssa. Tulevat kolonistit voisivat kaivata mineraaleja, vettä ja jopa happea kuun maaperästä ja käyttää sitä myös emästen valmistukseen.
Mars:
NASA: n, venäläisten ja ESA: n Marsille lähettämät maa-alueet ja kuljettimet ovat palauttaneet monia mielenkiintoisia valokuvia, joissa näkyy maisema, joka on peitetty valtavan määrän hiekkaa ja pölyä, samoin kuin kiviä ja lohkareita.
Kuun regolithiin verrattuna Marsin pöly on erittäin hieno ja pysyy riittävästi suspendoituneena ilmakehään antamaan taivaalle punertavan sävyn. Pölyä poistetaan toisinaan laajoissa planeetanlaajuisissa myrskyissä, jotka ovat melko hitaita ilmakehän erittäin alhaisen tiheyden vuoksi.
Syy siihen, miksi Marsin regoliitti on niin paljon hienompaa kuin Kuussa, johtuu virtaavasta vedestä ja jokilaaksoista, jotka kerran peittivät sen pinnan. Marsin tutkijat tutkivat parhaillaan, onko marsian regolithia edelleen muotoiltu nykyisellä aikakaudella.
Uskotaan, että suuret määrät vettä ja hiilidioksidijääjä jäävät jäädytetyiksi regolitissa, mikä olisi hyödyllistä, jos ja kun miehitetyt virkamatkat (ja jopa kolonisaatiotoimet) tapahtuvat tulevina vuosikymmeninä.
Deimosin marsikuu peittää myös regoliittikerros, jonka arvioidaan olevan 50 metriä (160 jalkaa) paksu. Viking 2 -kehittäjän tarjoamat kuvat vahvistivat läsnäolonsa 30 km: n (19 mailin) korkeudesta kuun pinnan yläpuolella.
Asteroidit ja ulkoinen aurinkojärjestelmä:
Ainoa aurinkokuntamme planeetta, jolla tiedetään olevan uudelleenkytkentä, on Titan, Saturnuksen suurin kuu. Pinta tunnetaan laajoista dyynikentistä, vaikka niiden tarkkaa alkuperää ei tiedetä. Jotkut tutkijat ovat ehdottaneet, että ne voivat olla pieniä vesijääfragmentteja, jotka Titanin nestemäinen metaani on erodioinut, tai mahdollisesti hiukkasia sisältäviä orgaanisia aineita, jotka muodostuivat Titanin ilmakehään ja satoivat pintaan.
Toinen mahdollisuus on, että joukko voimakkaita tuulen käänteitä, joita tapahtuu kahdesti yhden Saturnuksen vuoden (30 maapallon vuotta) aikana, on vastuussa näiden dyynien muodostamisesta, jotka ovat mitat satoja metriä korkeita ja ulottuvat satojen kilometrien poikki. Maan tutkijat eivät ole vielä varmoja siitä, mistä Titanin regoliti koostuu.
Huygens-koettimen penetrometrin palauttamat tiedot osoittivat, että pinta voi olla savimainen, mutta tietojen pitkäaikainen analyysi on viitannut siihen, että se voi koostua hiekkaisesta jääjyvästä. Koettimen ottama kuva kuun pinnalle laskeutuessa osoittaa tasaisen tasangon, joka on peitetty pyöristetyillä kivillä, jotka voivat olla vesijääisiä, ja viittaavat nesteiden liikkumiseen.
Asteroideilla on havaittu olevan regolithia myös niiden pinnoilla. Nämä ovat seurausta miljoonien vuosien aikana tapahtuneista meteoriodi-iskuista, jotka jauhavat niiden pintoja ja muodostavat pölyn ja pienet hiukkaset, joita kannetaan kraatereissa.
NASA: n NEAR Shoemaker -alusta tuotti todisteita asteroidin 433 Eros pinnalla olevasta regolitista, mikä on edelleen parhaita kuvia asteroidin regolithista tähän mennessä. Lisätodisteita on toimittanut JAXA: n Hayabusa-operaatio, joka palautti selkeät kuvat regolithista asteroidilla, jonka ajateltiin olevan liian pieni pitämään sitä kiinni.
Rosetta-avaruusaluksen optisten, spektroskooppisten ja infrapunakaukosäätimen (OSIRIS) kameroiden tarjoamat kuvat vahvistivat, että asteroidilla 21 Lutetialla on pohjoisnavan lähellä kerros kerros, jonka nähtiin virtaa suuriin maanvyörymiin, jotka liittyvät asteriodin albedo.
Jotta se voidaan hajottaa ytimekkäästi, missä tahansa on kiviainetta, siellä on todennäköisesti regoliitti. Olipa kyse tuulen tai virtaavan veden tuloksesta tai pintaan vaikuttavien meteorien läsnäolosta, vanhanaikaista ”likaa” löytyy melkein missä tahansa aurinkokunnan järjestelmässä; ja todennäköisimmin maailmankaikkeudessa ...
Olemme tehneet useita artikkeleita Kuun regolithista täällä Space Magazine -lehdessä. Tässä on tapa, jolla astronautit voisivat saada vettä kuun regolithista yksinkertaisin keittiövälinein, ja artikkelin NASA: n etsimästä kuun kaivaaja.
Haluatko ostaa kuun regolith-simulantin? Tässä on sivusto, jonka avulla voit ostaa sen. Haluatko olla Moon Miner? Tuossa kuun regolithissa on paljon hyvää metallia.
Voit kuunnella erittäin mielenkiintoista podcastia Kuun muodostumisesta tähtitieteen näyttelijöistä, Jakso 17: Mistä Kuu tuli?
Viite:
NASA
