Så slående var synen av Luna uppe på sin himmel att en upprörd kvinna på sin cykel stannade mig en eftermiddag när jag var ute med hunden. Hon undrade om jag hade sett “den där flygande saken där uppe”. Efter lite spanande kom vi till att det var månen hon hade sett. Under sina 46 år hade den här holländska damen aldrig sett månen på dagen.
Nå, oavsett när och hur man beundrar månen så är det ju en sak som aldrig förändras: månens ansikte. Månen vänder samma sida mot jorden hela tiden, dess rotation är låst av jordens gravitation. Så vi är väldigt bekanta med “gubben i månen” och vad folk nu än tycker sig se där uppe. Kineserna ser en hare som kärnar grädde.
Men du visste väl att månens baksida ser helt annorlunda ut? Vi skulle antagligen bli chockade om månen svängde sig 180 grader. Månens baksida är väldigt koppärrig av kratrar, mycket mer än den sida som vi ser härifrån. Baksidan saknar också de “hav” som vi kan se.
Nu finns det en färsk teori om vad det beror på att vår måne är så asymmetrisk. Det har att göra med en våldsam kollision för flera miljarder år sedan. Och hur det nu råkar sig så kan den här brutala rymdkrocken ha skapat en riktig skattkammare för gruvbolagen och framtida månkolonister att ösa rikedomar ur när de en gång tar sig till månen.
Det här är temat för veckans Kvanthopp.
En extraordinär måne
Vi kan ju inleda med att prisa månen en aning, för den förtjänar det. Vi har en magnifik måne. Jordens måne är med sina 3 400 kilometer i diameter den största månen i solsystemet i förhållande till sin planet, även om den bara är den femte största mätt enligt absolut storlek. Den största månen i solsystemet är Jupiters måne Ganymedes, som är 5 262 kilometer i diameter (vilket gör den större än planeten Merkurius).
Vår måne är självklart också den enda himlakropp som människor har landat på. Inalles tolv människor har satt sin fot på månen (det här är nio människor fler än de som har besökt Marianergravens botten, den djupaste punkten i jordens hav).
Också när det gäller utseendet är vår måne helt unik. Inte minst just för att den är så... asymmetrisk. Månens bortre sida ser så annorlunda ut jämfört med den sida som vi ser härifrån jorden, att de två sidorna kunde tillhöra två helt olika himlakroppar. Vår måne är som den romerske guden Janus med de två ansiktena. Ingen annan måne eller planet i vårt solsystem uppvisar den här sortens uppdelning i slätt och sönderskjutet.
Den sida av månen som vetter åt vårt håll ser slätare ut. Fräschare. Färre koppärr, färre kratrar från meteoritnedslag. Visst, också vår sida har kratrar, men inte alls som den bortre sidan. Den ser ut som om någon hade tränat prickskytte på den med någon sorts tungt kosmiskt artilleri. Månens bortre sida saknar nästan helt de karaktäristiska, mörka lavaslätterna, “haven” som vi ser från jorden. I stället råder där ett landskap fullkomligt pepprat av nedslagskratrar.
Det här beror åtminstone delvis på att den sida som månen vänder mot jorden var exponerad mot den ännu rött glödande, heta jorden i solsystemets barndom. Det här såg till att månens hitåt vända sida hölls i smält tillstånd längre än månens baksida, som stelnade snabbare.
Men det förklarar ännu inte varifrån månens baksida fick sin enorma mängd nedslagskratrar. Vem eller vad var det som bombarderade vår måne? Tja, nu råkar det faktiskt vara så att det som hände brukar kallas för “det sena tunga bombardemanget”. Och månen låg mitt i skottlinjen.
Den himmelska skjutbanan
Det så kallade sena tunga bombardemanget var alltså en period för omkring 3,8 till 4 miljarder år sedan, då jorden, månen, Merkurius, Venus och Mars var utsatta för ett tungt regn av stora stenprojektiler från rymden. Meteoriter och asteroider med andra ord. Bombardemanget ägde rum efter en relativt lugn period på flera hundra miljoner år efter att jorden och månen formades.
Också senare har ju jorden utsatts för liknande asteroidkrockar – en av dem sägs till exempel ha orsakat dinosauriernas massutdöende för 66 miljoner år sedan. Men då talar vi om enstaka nedslag – även om bumlingen som ändade dinosauriernas herravälde var nog så massiv, uppemot 15 kilometer i diameter.
Det stora tunga bombardemanget var däremot i en helt egen klass för sig. Då var det inre solsystemet på riktigt en skjutbana där kosmiska kanonkulor svischade runt som på första världskrigets slagfält. Och månens baksida bär fortfarande på skottsåren från den tiden. Månen har ju ingen atmosfär att tala om, och ingen erosion, så ingenting har suddat ut kratrarna som uppstod då, såsom har skett här på jorden.
Också jorden fick såklart sin beskärda del av bombardemanget, men här har som sagt erosionen kombinerad med kontinentalplattornas rörelse sett till att de flesta spåren från den tiden har sopats bort. För jordens del har det hur som helst beräknats att det sena tunga bombardemanget producerade:
- 22 000 eller fler kratrar med en diameter >20 km
- Omkring fyrtio kratrar med en diameter på ungefär 1 000 km
- Någon enstaka krater med en diameter på mer än 5 000 km
Som jämförelse kan ju nämnas att Chicxulubkratern vid Yucatanhalvön, den som den dinosauriedödande asteroiden slog upp, “bara” är 180 kilometer i diameter. Den största kända återstående nedslagskratern på jorden, den två miljarder år gamla Vredefoortkratern i Sydafrika, har en maximal diameter på 300 kilometer. Det här alltså för att sätta brutaliteten under det sena tunga bombardemanget i någon sorts perspektiv. Det bombardemanget orsakade som sagt kratrar som var upp till fem tusen kilometer tvärs över.
Kan ju nämnas i sammanhanget att många forskare tror att livet på jorden uppstod ungefär vid tiden för det sena tunga bombardemanget. Det säger i så fall någonting om livets seghet och beslutsamhet. Eller så är livet inte riktigt klokt...
Hälsningar från asteroidbältet
Vad som som sist och slutligen förorsakade det sena tunga bombardemanget vet ingen med säkerhet. En teori är att Jupiters, Saturnus, Uranus och Neptunus omloppsbanor krympte, vilket i sin tur rubbade omloppsbanorna för en hel massa tungt stenskrot ute i asteroidbältet. Inte minst jätteplaneten Jupiter tros ha slungat stenbråte omkring sig hejvilt med sin massiva gravitation.
En del av de här himlakropparna skulle i så fall ha irrat sig hit till det inre solsystemet. Och spåren av det här ser vi som sagt än i denna dag på vår månes bokstavligen sönderskjutna baksida. De första som såg den här synen med egna ögon var för övrigt besättningen på Apollo 8-expeditionen. De var de första som rundade månen, året var 1968.
Apollo 8-expeditionen var hur som helst inte först med att fotografera månens baksida. Den första glimten av det här aldrig förr skådade landskapet fick mänskligheten i och med den obemannade sovjetiska månsonden Luna 3, nio år tidigare.
Men till saken nu: vi vet vad som orsakade kratrarna på månens baksida. Men nu finns det alltså en ny studie som försöker sprida lite ytterligare ljus över mysteriet med den betydligt slätare sidan av månen som vi ser härifrån jorden. Jo, vi vet att de relativt släta månhaven orsakades av vulkanism, men vad utlöste vulkanismen (utöver hettan från den rött glödande jorden)? Det tror sig forskarna alltså nu veta. Studien låter dessutom förstå att månen av samma skäl kan dölja oanade rikedomar som framtida månkolonister kan utnyttja.
Det hela har alltså att göra med att månens olika ansikten inte bara är en visuell grej – månens yta uppvisar ställvis ganska stora skillnader i kemisk sammansättning. Det här är någonting som vi vet tack vare rätt så färska analyser av månstenar som Apolloexpeditionerna hade med sig hem i bagaget.
Månytans mineralkarta ritades också upp i detalj av Nasas månsond Lunar Prospector i slutet av 1990-talet. Redan då lade man märke till en särskilt riklig förekomst av den radioaktiva metallen torium på vissa delar av månen.
Torium är ett av de här grundämnena som betraktas som en nyckelresurs inför framtiden, inte minst här på jorden, i och med att det går att använda som bränsle i kärnreaktorer. Forskning i torium som kraftkälla idkas bland annat i Norge, Indien och Kina. Indien, som har omkring 25 % av världens toriumreserver, men ont om uran, planerar att fasa ut uranet totalt och med tiden gå över helt och hållet till torium.
KREEP, månens rika mineralfält
Tidigare trodde man att toriumet som finns på månen är jämt fördelat över månytan, men numera vet vi att det finns två stora “hotspots” på månen med särskilt mycket torium. Den större av de två ligger i den norra delen av månens jordsida. Den sammanfaller med utsträckningen hos Stormarnas ocean (Oceanus procellarum), det största av månhaven, samt det närbelägna Regnens hav (Mare imbrium). Den andra, mindre ansamlingen torium ligger vid månens sydpol, i anknytning till den enorma Aitkenkratern eller Aitkenbassängen, en gammal nedslagskrater från solsystemets tidiga period.
Numera vet vi också att fyndigheterna som finns på månen inte bara handlar om torium. De här toriumrika områdena har dessutom visat sig innehålla en mängd andra, dyrbara mineraler. Man talar om det hela med namnet KREEP. Det är en akronym bestående av bokstäverna K för kalium, REE som i Rare earth elements, sällsynta jordartsmetaller och P för fosfor. Också uran förekommer i KREEP-områdena.
Det här har vi i princip vetat om sedan det sena 90-talet, och då det först blev uppenbart vad som döljer sig där borta så var det många som såg dollartecknen flimra för ögonen när de föreställde sig all den härliga och lukrativa gruvbusiness som månen kunde tänkas bjuda på i och med det här. Nå, i praktiken har det inte blivit någonting av de planerna, åtminstone inte ännu.
Men det riktigt nya här, som den senaste studien lyfter fram, är sättet som de här skattkamrarna eller KREEP-zonerna tros ha uppstått. Och det anknyter samtidigt till mysteriet med månens ovanligt släta ansikte här på jordsidan medan baksidan är helt sönderskjuten. Månens slätare ansikte, det som vi ser härifrån jorden, hyser som sagt de så kallade månhaven (latin: maria), enorma lavaslätter som härstammar ungefär från tiden för det sena tunga bombardemanget, för 3,8 miljarder år sedan.
Det är fortfarande sannolikt att de här månhaven, som en gång svallade av lava, inte vatten, hölls i flytande form längre än månens övriga regioner, dels på grund av att den sidan var vänd mot den rött glödande jorden. Men man tror alltså nu att den rikliga förekomsten av radioaktiva substanser som uran och torium, vilka frigjorde värme i sig, kan ha bidragit till att hålla igång vulkanismen i de här områdena längre än vad som annars hade varit fallet.
Vad rörde om i månens inre?
Men då har vi fortfarande inte besvarat en ganska central fråga här: hur kommer det sig att lavan med alla de här dyrbara och sällsynta mineralerna vällde upp just där som de stora månhaven ligger idag? En stor del av de här mineralerna hör egentligen inte alls hemma på ytan, de återfinns ofta mycket djupare ned. Det här är ett gammalt mysterium som den nu aktuella studien försöker besvara.
Nyckeln till svaret ligger i den andra, mindre KREEP-ansamlingen som ligger i den enorma Aitkenkratern eller Aitkenbassängen vid månens sydpol. Just det, forskarna menar alltså att det finns en koppling mellan Aitkenbassängens mysterium och mysteriet med de stora KREEP-ansamlingarna på motsatta sidan av månen, på “vår” sida.
Aitken-kratern, eller Aitken-bassängen, är ett väldigt spännande kapitel i sig. Aitken är den största kända bevarade nedslagskratern i hela solsystemet, och redan det borde säga någonting. Aitken är 2500 kilometer i genomskärning och hela tretton kilometer djup. Med andra ord, djupare än Marianergraven, den djupaste djuphavsgraven på jorden. Dess randberg, själva kratervallen, är höga som Mount Everest, omkring åtta kilometer.
Det är dels på grund av att Aitkenbassängen är så djup som det finns mindre kratrar inuti den dit solens strålar aldrig når. Där vet vi idag att det förekommer is. Med andra ord vatten, som framtidens eventuella månkolonister kan utnyttja. Just månens sydpol brukar omnämnas som den starkaste kandidaten för eventuella framtida månbaser.
Djupt nere under Aitkenbassängens botten, skyddat från våra nyfikna blickar, ligger någonting stort och massivt. Någonting som sannolikt består av metall. Någonting som sannolikt förklarar mysteriet med månens släta jordsida med sina dyrbara KREEP-mineraler.
Vi vet att en stor kosmisk hund är begraven, så att säga, under Aitkenbassängens golv, tack vare Nasas månsonder GRAIL och Lunar Reconnaissance Orbiter. De har gjort exakta mätningar av variationer i månens gravitation och topografi under de senaste femton årens lopp.
Och månsondernas data säger alltså åt oss att någonting, med en massa ungefär som hos ett berg av metall som täcker en yta dubbelt större än Nyland häckar där nere under månens sydpol.
Ett enormt föremål av metall
Det här någonting är väldigt massivt och sträcker sig så pass djupt ned under månytan som 300 kilometer. Det har en beräknad vikt på drygt två triljoner kilo. Det är samma som en tvåa följd av aderton nollor. Så massiv är klumpen i fråga att den skapar sin egen tyngdkraft, vilken i sin tur drar Aitkenbassängens botten nedåt med åttahundra meter.
Och den mest sannolika, egentligen den enda rimliga förklaringen till någonting som är så massivt men ändå relativt kompakt, är alltså att det som ligger där nere består av metall. Det här skulle bland annat förklara några av de magnetiska anomalier som har uppmätts på månen.
Det här betyder naturligtvis inte att det är utomjordingar från Sirius som har parkerat sitt moderskepp nere under månens sydpol. Det betyder snarare att vi har att göra med en jättelik asteroid som har slagit ned där som en enorm kosmisk kanonkula i något skede under månens tidiga historia, för omkring fyra miljarder år sedan. En projektil som får Chicxulubasteroiden, den som utrotade dinosaurierna, att se ut som en liten flörtkula.
Tänk på det, en kanonkula av solid metall, med en vikt på två triljoner kilometer, som smäller in i månen med en fart på sisådär sjuttiotusen kilometer i timmen. Inte att undra på att kratern som smällen skapade är så stor att hela Finland skulle rymmas mer än två gånger på längden om inom dess diameter.
Och det är här som källan till månens mystiska KREEP-fyndigheter ligger, dels de som finns i själva Aitkenkratern och de som ligger i månhaven på vår sida av månen.
Forskarna bakom den nya studien körde datorsimuleringar av vad som händer när en projektil av Aitkenmeteoritens storlek träffar månen i olika vinklar. Vad händer med månens inre magmaflöden och konvektionsströmmar och så vidare. Och i så gott som alla scenarier leder det till att månens inre rörs om tämligen totalt.
Och man tror alltså att smällen ledde till en brutal ommöblering av månens inre. Het magma satte sig i rörelse och började strömma genom månens hjärta och upp mot den norra delen av månens jordsida. Med andra ord, mot det ställe där de stora månhaven ligger, som alltså också innehåller de stora KREEP-fyndigheterna med torium och uran och all världens dyrbara, sällsynta jordartsmetaller.
Radioaktivitet höll månens ansikte slätt?
Den här sortens tunga mineraler sjunker normalt in i en himlakropp när den ännu är het och i flytande form. Det leder till att ytans stenskikt ofta består av lättare mineraler, så också här på jorden – och på månen. KREEP-fyndigheterna i de stora månhaven knuffades med andra ord upp från månens inre av energin från den enorma smällen när en väldig asteroid eller dvärgplanet sköt rakt in i månens undersida för nästan fyra miljarder år sedan.
Allt det radioaktiva toriumet och uranet i KREEP-mineralbubblan som smällen knuffade upp på månens motsatta sida, alstrade sedan så mycket hetta att det ledde till ihållande vulkanisk aktivitet. Det här höll “vår” sida av månen i smält form mycket längre än månens baksida, genom hela det sena tunga bombardemanget. Och därför ser vi inte lika många meteoritkratrar här på den sidan av månen som vetter mot oss, medan månens baksida är helt pepprad med kratrar.
Och allt det här är ju sånt där som är trevligt att veta. Men det finns som sagt också praktiska och potentiellt lukrativa möjligheter för framtida gruventreprenörer här, i och med allt mineralgodis som Aitkenprojektilen knuffade upp från månens hjärta. De kan komma att utgöra råvarorna och energikällorna för eventuella månkolonier i framtiden.
Sedan har vi ju själva nedslagsplatsen, stället där den gigantiska rymdprojektilen slog ned vid månens sydpol. Också där, i det tretton kilometer djupa “skottsåret” finns en mindre koncentration av KREEP-mineraler. Månens sydpol har under den senare tiden varit föremål för ett allt större intresse från de stora rymdnationernas, USA:s och Kinas sida. Faktum är att Kinas månlandare Chang’e 4 och den medföljande rovern Yutu 2 är där nere och snokar i Aitkenbassängen just nu.
Månens sydpolsregion räknas av många som den mest lovande platsen för den första eventuella permanent bemannade månbasen. Aitkenbassängens djupa kratrar dit solens strålar aldrig når tros som sagt innehålla is, fruset syre och andra viktiga råvaror som en månkoloni skulle behöva.
De höga bergstopparna i Aitkenbassängens kratervall är dessutom upplysta under långa perioder och solpaneler placerade där skulle kunna leverera i praktiken obegränsat med elström åt kolonin.
Intressant också vetenskapligt
Men också rent vetenskapligt är Aitkenbassängen oerhört intressant. Som sagt, nere i de djupfrysta kratrarna vid månens sydpol finns vrår dit solens strålar inte har nått på fyra miljarder år. Allt som frös in där då för länge sedan, när dammet efter den stora projektilen hade lagt sig, all is och diverse frusna flyktiga substanser, utgör en perfekt tidskapsel från solsystemets tidigaste barndom. Forskarna skulle ha helt otroligt mycket att lära sig där.
Aitkenkraterns skyddade läge skulle också göra den till ett idealiskt ställe för ett framtida, månbaserat stort radioteleskop.
All den här potentialen, alla dessa möjligheter för mänsklighetens framtida expansion ut i rymden, bara tack vare en enorm metallprojektil som sköt in i månens hjärta för fyra miljarder år sedan.
Låt oss bara hoppas att vi människor samlar oss tillräckligt för att sluta upp med att skjuta kratrar här i vår egen jord, och åker iväg och utforskar de kratrar som redan finns i månen.