Vzorky měsíční půdy dopravené na Zemi čínskou misí Chang’e-6 obsahují formu kovového železa, která dosud nebyla v přirozeném měsíčním materiálu pozorována. Jde o γ-Fe, takzvané gama-železo, jehož atomy jsou uspořádány do plošně centrované kubické struktury. Podle studie zveřejněné v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences se tato fáze nachází uvnitř drobných částic impaktního skla.
Impaktní sklo vzniká při nárazech meteoroidů, kdy se část měsíční horniny roztaví a následně velmi rychle ztuhne. Právě v takovém materiálu vědci pomocí fokusovaného iontového svazku, transmisní elektronové mikroskopie a analýzy chemického složení zkoumali kovové částice o velikosti od několika nanometrů po zhruba 140 nanometrů. Uvnitř dvou sklovitých úlomků našli částice tvořené jak běžnější formou α-Fe, tak právě γ-Fe.
Gama-železo je za běžného tlaku stabilní především při vysokých teplotách. Při ochlazování se obvykle mění na α-Fe, jehož atomy vytvářejí tělesově centrovanou kubickou strukturu. Výzkumníci proto předpokládají, že γ-Fe v měsíčních vzorcích pomohla zachovat kombinace extrémně rychlého ochlazení po impaktu, přítomnosti stopových prvků a mechanického sevření v okolním skle. Jednou z možných stabilizačních příměsí je uhlík, nikoli však nutně nikl, jehož obsah byl v analyzovaných částicích nízký.
Magnetické vlastnosti částic tým zkoumal pomocí elektronové holografie. Ta umožňuje zobrazit magnetické pole uvnitř jednotlivých nanostruktur. U relativně větších částic γ-Fe vědci pozorovali takzvaný vírový stav: magnetické momenty atomů se stáčejí kolem středu částice, místo aby mířily jedním směrem. Takové uspořádání může být stabilní a částice si za určitých podmínek mohou uchovat remanentní magnetizaci, tedy magnetický stav přetrvávající i po odstranění vnějšího pole.
Výsledek proto otevírá možnost využít tyto částice jako velmi malé záznamníky dávného magnetismu. Měsíc dnes globální magnetické pole nemá, jeho horniny však mohou obsahovat záznamy o polích, která existovala v minulosti. Z takových záznamů se vědci snaží rekonstruovat vývoj měsíčního nitra a otázku, zda a jak dlouho fungovalo kovové jádro jako dynamo. Nový nález sám o sobě neukazuje, jak silné bylo někdejší měsíční pole ani kdy přesně působilo.
Význam objevu spočívá také v odlišení různých procesů, které na povrchu Měsíce vytvářejí magnetické minerály. Větší kovová zrna α-Fe nalezená v čedičovém úlomku podle studie odpovídala vzniku při běžném ochlazování magmatu, zatímco γ-Fe bylo spojeno s impaktním sklem a rychlým ochlazením. Další měření proto budou muset určit, jak často se tato forma železa v měsíční půdě vyskytuje a zda její magnetický signál skutečně zachovává informace o starém globálním poli, nebo spíše o krátkodobých magnetických polích vznikajících při impaktech.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.