Сар нь хоёр туйлын ялгаатай гадаргуутай байдлаараа астрономч, эрдэмтдийн анхаарлыг байнга татсаар ирсэн. Дэлхий рүү харсан тал нь харьцангуй тэгш, эртний галт уулын халуун хайлмаг урссан ул мөр болох бараан, тэгш талуудтай. Харин эсрэг тал нь барзгар, олон тооны солирын мөргөлийн тогоогоор дүүрсэн байдаг.
Тэгвэл яагаад ийм хоёр туйлын ялгаа үүссэн бэ? Энэ асуултын хариултыг эрдэмтэд олон жилийн турш хайж ирсэн бөгөөд NASA-гийн GRAIL хэмээх хөтөлбөрийн хүрээнд хийгдсэн сүүлийн үеийн судалгаа онцгой нээлтүүдийг хийсэн байна. Судалгааны үр дүнгээр Сар дотроо ч ялгаатай бүтэцтэй болох нь ил болжээ.
GRAIL хөтөлбөр ба таталцлын хэмжилт
NASA-гийн GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) хөтөлбөрийн хүрээнд Ebb болон Flow нэртэй хоёр хиймэл дагуулыг сарны тойрог замд байршуулж, сарны таталцлын орон зайг нарийвчлан судалсан. Эдгээр дагуулууд сарны таталцлын маш өчүүхэн өөрчлөлтүүдийг хэмжиж, дотоод бүтцийн талаарх чухал мэдээллийг олж авсан юм.
Судлаач Райан Парк болон түүний багийнхан таталцлын Love тоо гэгддэг “k3” хэмээх үзүүлэлтийг голлон шинжилжээ. Энэ тоо нь сарны манти таталцлын хүчний нөлөөнд хэрхэн гажиж, хэлбэрээ өөрчилдгийг илтгэдэг бөгөөд судалгааны үр дүнд “k3 = 0.0163 ± 0.0007” гэсэн утга гарсан нь бөмбөлөг хэлбэрийн тэгш хэмтэй сартай харьцуулахад 72 хувиар өндөр байжээ. Энэ нь сарны дотоод бүтэц симметр биш, харин нэг тал нь илүү уян хатан болохыг харуулсан онцгой үзүүлэлт байв.
Дулаан, уян хатан нэг тал, хүйтэн хатуу нөгөө тал
GRAIL-ийн судалгаагаар сарны мантигийн бүтэц хоёр талдаа огт өөр болох нь тогтоогдсон. Дэлхий рүү харсан тал нь дулаан, зөөлөн бүтэцтэй бөгөөд таталцлын нөлөөнд амархан гаждаг. Харин эсрэг тал нь хүйтэн, хатуу, хөдөлгөөнд бага ордог байна.
Энэ ялгаа нь зөвхөн гадаргуугийн бус, дотоод бүтцийн ялгаанд үндэслэгдсэн. Судлаачдын үзэж буйгаар энэ нь саран дээрх галт уулын үйл ажиллагаа, эртний халуун хайлмаг, болон цацраг идэвхт элементүүдтэй холбоотой гэнэ.
Цацраг идэвхт элемент ба дотоод халалт
Олон тэрбум жилийн өмнө сарны Дэлхий рүү харсан талд галт уулын дэлбэрэлтүүд гарч, халуун хайлмаг гадаргуугаар нэг тархсан байна. Энэ хайлмаг хөрөх явцдаа торий, титан зэрэг цацраг идэвхт элементүүдийг шингээсэн бөгөөд өнөөдөр ч халалт ялгаруулсаар байна.
Паркын багийн тооцоолсноор, сарны Дэлхий рүү харсан талын манти нь нөгөө талаас 170°C хүртэл халуун байж болзошгүй. Энэ халуун нь чулуулагийг зөөлрүүлж, таталцлын хүчний нөлөөнд илүү мэдрэмтгий болгож байгаа бөгөөд энэ нь “k3” үзүүлэлт өндөр гарсны шалтгаан болж байна.
Таталцлын хүч ба сарны доргилт
Сар Дэлхийг тойрон эргэх явцдаа таталцлын хүчний нөлөөнд орж, дотоод бүтэц нь тогтмол шахалт, суналтад ордог. GRAIL-ийн хэмжилтээр, дулаан тал нь илүү гаждаг бол хүйтэн тал нь хөдөлгөөнд тэсвэртэй байдаг.
Паркын багийн үзэж буйгаар, сарны мантийн гүнд хэсэгчилсэн хайлсан бүсүүд оршдог бөгөөд эдгээр нь гүн доргилтын эх үүсвэр болж болзошгүй. Судалгаагаар 800-1250 км-ийн гүнд хайлмаг бүс байгааг илрүүлсэн бөгөөд энэ нь гүн сарны доргилт бүртгэгддэг гүнтэй давхцаж байв. Энэ уялдаа нь дотоод халалт, сейсмологийн идэвхийн хоорондын холбоог баталж байна.
Эртний галт уулын түүх ба өнөөгийн зөрүү
Сар өнөөгийнх шиг хоёр ялгаатай бүтэцтэй байгаагүй. Эрт цагт лаватай, идэвхтэй байжээ. Тэгш гадаргуутай бараан талбарууд нь эртний халуун хайлмаг дэлбэрэлтийн ул мөр бөгөөд эдгээр талбайн хөрсөндөө цацраг идэвхт бодис шингээж авсан нь өнөөг хүртэл дулааны зөрүүг хадгалсаар байна.
Харин эсрэг талд ийм лавын урсгал байгаагүй тул хурдацтай хөрч, илүү барзгар, тогоотой, хүйтэн гадаргуутай болсон аж.
Сарны дотоод бүтцийн газрын зураг
Судлаачид Сарны дотоод бүтцийг судлахдаа буулт хийсэнгүй, өрөмдөөгүй. Харин таталцлын маш нарийн өөрчлөлтийг хэмжиж, түүгээрээ Сарны “рентген зураг” буюу гүний бүтэц бүхий газрын зураг гаргасан юм. Энэ аргыг таталцлын томографи хэмээн нэрлэдэг бөгөөд зөвхөн сар дээр ч биш, бусад гариг дагуулд ч хэрэглэх боломжтой.
Бусад гаригуудад хамаарах боломж
Сар шиг хоёр талын ялгаатай бүтэцтэй гаригууд цөөнгүй. Жишээлбэл, Ангараг гаригийн хойд хэсэг нь нам, тэгш талбайтай бол өмнөд хэсэг нь өндөрлөг, барзгар бүс юм. Сансуны Энцелад дагуул гадарга дорох үйл ажиллагааны ул мөр болох мөсөн шүршүүр цацаж байхад, Бархасбадийн Ганимед дагуул хүчтэй соронзон оронтой байснаар дотоод нарийн бүтэцтэй болохыг илтгэдэг.
Хэрэв таталцлын томографи сарны гүний бүтцийг илчилж чадсан бол эдгээр эрхсүүдийн дотоод нууцыг ч нээж чадах боломжтой.
Ирээдүйн судалгаанууд
NASA-гийн дараагийн хөтөлбөрүүд болох Farside Seismic Suite болон Lunar Geophysical Network нь сарны доргилт болон мантигийн бүтцийг илүү нарийвчилсан түвшинд судлах зорилготой. Эдгээр хөтөлбөрүүд хайлмаг бүсийг баталж, гүнийг нь тодорхойлон, одоо ч үргэлжилж буй галт уулын идэвхийг илрүүлж магадгүй.
GRAIL хөтөлбөрийн үр дүн нь шинэ асуултуудыг тавьж байна: сарны дулаан талд хэр их халалт хадгалагдаж байгаа вэ? Гүний лав урсаж байгаа юу? Ирээдүйд дахин доргилт үүсэх үү?
Дүгнэлт
GRAIL хөтөлбөр нь сарны таталцлыг хэмжихээс цааш хэтэрч, түүний дотоод бүтэц, дулааны ялгаа, сейсмологийн идэвхийг ойлгох том алхам болсон. Эртний галт уулын дэлбэрэлт, цацраг идэвхт задралын ул мөр Сарыг өнөөдрийнх шиг хоёр туйлын бүтэцтэй болгожээ.
Дулаан, уян хатан Дэлхий рүү харсан тал нь бүрэн хөрөөгүй, дотроо идэвхтэй хэвээр байж болзошгүй. Сарны геологийн түүх хараахан дуусаагүй бөгөөд бидний мэдэхгүй олон үйл явц түүний гадаргын доор үргэлжилсээр байна.
Энэхүү судалгаа “Nature” сэтгүүлд хэвлэгдсэн байна.
