50 år siden månelandingen

Det er tidlig om morgenen den 21. juli 1969 norsk tid (20. juli amerikansk tid). Inne i landingsmodulen Eagle har den 38 år gamle amerikanske flyingeniøren ventet tålmodig i seks og en halv time. Klokken 03.56 norsk tid tar han steget ut av modulen og ned på den støvete, grå grunnen, hvorpå han i radiosendingen som kringkastes over hele verden uttaler de nå svært berømte ordene:

That’s one small step for a man, one giant leap for mankind.

Apollo 11-ekspedisjonen gjorde USA til den soleklare vinneren av det høyst politiske romkappløpet, og Neil Armstrong ble det første mennesket som satte sine ben på månens overflate.

Det skal nevnes at Sovjetunionen på sin side var de første til å sende en kunstig satellitt i bane rundt Jorda (Sputnik 1), og det første pattedyret (hunden Laika) og deretter det første mennesket (Jurij Gagarin) ut i rommet. Sovjetunionen var også først til å sende en ubemannet romsonde til månen ti år tidligere.

Eagle landet i Stillhetens hav (latin: Mare Tranquillitatis), et flatt lavadekket område med en diameter på 873 kilometer, i nærheten av nedslagskrateret West. Her samlet Armstrong og Edwin «Buzz» Aldrin inn geologiske prøver (totalt 21,6 kg) som skulle vise seg å bestå av basalt og knuste bergarter (breksjer).

I år er det 50 år siden denne historiske begivenheten fant sted. Så hva har vi lært om månens geologi?

Vi vet fortsatt lite

– Det er fortsatt lite vi vet om geologien både på månens overflate og dens indre. Årsaken er enkel; den er utilgjengelig, forteller Stephanie Werner, professor ved Senter for Jordas utvikling og dynamikk (CEED) ved Universitetet i Oslo. Hun er også medlem av en av det europeiske rombyråets ESAs arbeidsgrupper (Solar System and Exploration Working Group).

Totalt er det samlet inn i underkant av 400 kilogram materiale fra månen fra 9 lokaliteter. Det er dessuten funnet meteoritter på Jorda som stammer fra månen.

– Men dette er selvsagt en dråpe i havet sammenliknet med hvor mye vi har utforsket og prøvetatt vår egen planet.

Werner forklarer at samtlige ekspedisjoner til månen primært har tatt hensyn til sikkerhet, og ikke best mulige lokaliteter for prøvetaking. På grunn av at mye av materialet på månens overflate er steiner og støv som er slynget ut fra nedslagskratre, såkalt ejekta, er det vanskelig å skaffe in situ geologiske prøver.

Meteoritter funnet på Jorda som stammer fra månen (306 prøver totalt, men enkelte er deler av samme meteoritt), har heller ikke vært gunstige for analyse.

– Det skyldes at vi ikke har klart å finne «ferske» meteoritter, og dermed har de vi er i besittelse av blitt påvirket av vær og vind over lang tid. Vi vet dessuten ikke hvor på Månen de har hatt sitt opphav.

To bergarter

På den annen side er månens geologi nokså enkel.

– Grovt sett kan vi si at den består av to bergarter: basalt og anortositt. Dette er bergarter vi også kjenner fra Jorda, sier Werner.

De to bergartene skaper en tydelig kontrast på månens overflate som så vidt er synlig med det blotte øyet, men godt synlig med kikkert eller teleskop.

Basalten opptrer som mørke partier. Den kan minne om – og omtales som – hav. Ca. 16 prosent av månen er dekket av slike hav.

Anortositten er på sin side lysere i fargen, og danner månens høyere «landområder». Den feltspatrike magmatiske bergarten representerer det lette «slagget» som steg opp over de tunge, jernrike restsmeltene da månen for det meste bestod av flytende magma for mer enn fire milliarder år siden.

«Basalthavene» på månen vitner ifølge professoren om gammel vulkanisme. Flere av de store, mørke overflatene representerer nedslagskratre (bassenger) som ble dannet da asteroider eksploderte i det de traff månens overflate.

– Disse strukturene ble ikke fylt igjen med magma umiddelbart etter sammenstøtet, men lang tid senere. Hva som er årsaken til denne «forsinkelsen», er ikke kjent, poengterer Werner.

Hvorvidt månen har vulkansk aktivitet i dag, er ifølge Werner også usikkert. Men det er sannsynlig at vulkanisme har vært aktiv helt siden dannelsen.

Massiv kollisjon

Stephanie Werner forteller at Jorda spilte en stor rolle i dannelsen av månen. Den rådende teorien handler om en voldsom kollisjon.

Kun noen titalls millioner år etter solsystemets opprinnelse skal et objekt – en protoplanet kalt Theia – ha kollidert med vår egen nylig dannede planet. Theia kan ha vært på størrelse med Mars, og under sammenstøtet skal store mengder materiale ha blitt blåst vekk. Dette materialet samlet seg over tid (akkresjon) til å danne månen slik vi kjenner den i dag.

Kollisjonen og den etterfølgende akkresjonen bidro til et miljø med svært høye temperaturer, og store deler av (eller hele) månens masse kan i en periode ha vært flytende.

Theias opprinnelige masse ble ikke jevnt fordelt mellom Jorda og månen. Teorien tilsier at månen samlet mest av de lette silikatrike bergartene, mens Jorda fikk mer av den tunge, jernrike kjernen. Samtidig fikk månen sannsynligvis en del av sin masse fra den unge jordplaneten.

– Derfor har månen i dag en forholdsvis større mantel enn Jorda. Kjernen er derimot betydelig mindre.

Konsekvensen er at månen mangler et magnetfelt slik vi har på Jorda. Magnetfeltet vårt dannes ved at Jordas jernrike, elektrisk ledende kjerne spinner rundt som en dynamo.

– Men det skal nevnes at månens bergarter er Enkelte forskere mener månen hadde et magnetfelt i sitt tidlige liv, men at dette nå er borte. Det finnes også alternative forklaringer som for eksempel inkluderer solvinder. Dette kan vi ikke si noe sikkert om i dag, sier professoren.

Meteorittnedslag og solvinder

Det sies gjerne at fullmånen ser ut som en gul, rund sveitserost. «Hullene» i osten er nedslagskratre som kommer i alle størrelser og ofte overlapper hverandre. De representerer en voldsom historie med meteorittnedslag som har pågått i mer enn fire milliarder år.

De største og hyppigste kollisjonene fant sted tidlig i månens historie, og har gradvis avtatt. Mange av de største havene (og kratrene) ble dannet i løpet av de første hundre millioner år etter at den faste skorpen var etablert.

 Nedslag er den viktigste geologiske prosessen som virker på månens overflate, og vi kan lære mye av å studere dem, fremholder professoren.

Et område proppfullt av kratre vil for eksempel høyst sannsynlig være eldre enn et område med relativt færre kratre. Slik kan månens overflate kartlegges med hensyn på alder.

– Kartleggingen av innstrømmingen, eller fluksen, av objekter gjennom tid gir oss også mer innsikt i dannelsen av solsystemet. Ikke minst kan dette være overførbart til vår egen planet, påpeker Werner.

Jorda har langt færre kratre på overflaten enn månen. Det skyldes i all hovedsak at vi har aktiv tektonikk som over lange tidsperioder fornyer jordskorpen. I tillegg vil eroderende krefter viske vekk gamle «arr» og gjennom avsetningsprosesser begrave dem.

Bortsett fra meteorittnedslag er månen minimalt påvirket av overflateprosesser. Årsaken er at månen ikke har en atmosfære, og heller ikke flytende vann. Det nærmeste vi kommer «vær», er ifølge Werner solvindene.

Solvinder er strømmer av ladde partikler. Når de treffer månens overflate, kan de skape bevegelser av partikler på atom-nivå. Men dette er altså en prosess som virker mye, mye langsommere enn vind og vær på Jorda.

– Vi kaller laget rundt månen for eksosfæren. Eksosfæren består for det meste av tomrom, men også enkelte gasser, atomer og molekyler. Rundt Jorda finner vi dette laget i opptil 10 000 kilometers høyde.

Fordi månen kun er dekket av en nokså inert eksosfære, er det svært sannsynlig at de neste astronautene som sendes til månen har mulighet til å bevitne Armstrongs og Aldrins historiske fotspor som høyst sannsynlig fortsatt står trykket ned i overflaten.

Kanskje vil de bidra med å kartlegge ressurser som heliumisotoper (til energiformål) eller vann (bundet opp i mineraler eller isform). Kanskje er de involvert i arbeidet med å etablere en base som kan brukes til fremtidige romekspedisjoner. Eller kanskje de er romturister uten vitenskapelige formål.

Skrevet av Ronny Setså