İlginç bir şekilde, Ay’daki yatakların çoğu titanyum bakımından zengindir ve TiO2 bazı örneklerin ağırlıkça yüzde 18’ini oluşturur. Ay yüzeyindeki kayaların nasıl oluştuğu, bilim insanları için 50 yılı aşkın bir süredir devam eden bir bilmece durumunda. Ama en sonunda aranan cevap bulunmuş olabilir.
Apollo astronotları Ay’dan 380 kilogram kayayla döndüklerinde, bazı örnekler jeologlara tanıdık geliyordu. Diğerleri ise su veya havanın yokluğu gibi dünya dışı koşullar gerektirdiğinden dolayı pek tanıdık değildi. Ancak bazı Ay maddeleri, bariz bir açıklamayla çözülemiyordu. Örneğin Ay “denizlerini” oluşturan, titanyum konsantrasyonlarında yüz kat fark içeren volkanik bazaltların, bileşim açısından Dünya’daki eşdeğerlerinden çok daha çeşitli olduğu bulundu.
Yüksek titanyumlu bazaltın oluşumu o zamandan beri bir sır olarak kaldı. Yörüngeden yapılan haritalama, bu kayaların oldukça yaygın olduğunu ortaya çıkardı ve bulmacayı daha da büyüttü.
Bristol Üniversitesi’nden Profesör Tim Elliott’un liderliğindeki bir ekip, gizemli bazaltları laboratuvarda yeniden geliştirmeye yaklaştı ve bu süreçte bunların Ay’da nasıl oluşmuş olabileceğine dair bir açıklama sağladı.
Elliott yaptığı açıklamada, “Volkanik Ay kayalarının kökeni, ilksel magma okyanusunun soğuması sonucu oluşan, dengesiz, gezegen ölçeğinde bir kristal yığınının ‘çığını’ içeren büyüleyici bir hikayedir” dedi ve devam etti: “Bu destansı tarihi sınırlamanın merkezinde, Ay’a özgü bir magma türünün varlığı yer alıyor, ancak bu tür magmaların Uzay görevleri tarafından örneklenmek üzere nasıl yüzeye çıktığını açıklamak zahmetli bir sorundu. Bu ikilemi çözmüş olmak harika.”
Sorun, bazaltın yalnızca yüksek titanyum içermesi değil, aynı zamanda Dünya üzerindeki en benzer kayalara kıyasla yoğunluğunun düşük olmasıydı. Bu hafiflik, 3,5 milyar yıl önce, Ay’ın volkanik olarak aktifliği sona ermeden önce, yaygın patlamalara katkıda bulundu. Ancak jeologlar, bu bileşimin nasıl ve neden yalnızca Ay’da ortaya çıktığını açıklama konusunda zorlanıyorlardı.
Bazı jeologlar, titanyum açısından zengin bazaltların, Ay mantosunda ilmenit içeren kümülatlar olarak bilinen malzemelerden geldiğini öne sürdü. Ancak laboratuvardaki kısmen erimiş kümülatlar bu bazaltlarla eşleşmiyordu. Ayrıca, ortaya çıkan malzeme o kadar yoğundu ki yüzeye ulaşması imkansız görülüyordu.
Elliott ve meslektaşları, ilmenit içeren kümülatların ortak mineral olivin ve ortopiroksen ile reaksiyona girdiğinde erimiş ürünün, insanların açıklamaya çalıştığı titanyum açısından zengin bazaltlarla eşleştiğini gösterdi. Ortaya çıkan düşük yoğunlukta da bu eşleşme görülüyor ve patlamaların yaygınlığını daha anlamlı kılıyor.
Elliott ve ortak yazarlar, “Her ne kadar bu model Ay’ın erime-katı etkileşimini tam olarak kopyalamasa da; Ay yüzeyinde patlayan titanyum açısından zengin magmaların, ilmenit içeren kümülatların kısmi erimesi yoluyla elde edilebileceğini, ancak eriyiklerin, ay mantosundaki reaktif akış yoluyla elementel ve izotopik bileşimlerinde kapsamlı değişikliklere uğradığını ileri sürüyoruz” diye yazıyor ve ekliyor: “Bu nedenle reaktif akış, eriyik yoğunluğunu azaltan ve yüksek Ti eriyiklerinin ay yüzeyinde patlamasına izin veren kritik süreç olabilir.”
Çalışma Nature Geoscience dergisinde yayınlandı.