Když se procházíte po měkké zemi, všímáte si, jak vaše nohy zanechávají dojmy? Možná jste občas vystopovali část sypké zeminy na vašem dvoře do domu? Kdybyste měli zachytit některé z těchto stop – to, co nazýváme špínou nebo půdou – a prozkoumat je pod mikroskopem, co byste viděli?
V podstatě byste viděli součásti toho, co je známé jako regolit, což je sbírka částic prachu, půdy, rozbitých hornin a dalších materiálů nalezených zde na Zemi. Ale je zajímavé, že stejný základní materiál lze nalézt i v jiných pozemských prostředích – včetně Měsíce, Marsu, jiných planet a dokonce i asteroidů.
Definice:
Termín regolit se týká jakékoli vrstvy materiálu pokrývajícího pevnou horninu, která může přijít ve formě prachu, půdy nebo rozbité horniny. Slovo je odvozeno ze spojení dvou řeckých slov – rhegos (což znamená „přikrývka“) a lithos (což znamená „skála“).
Země:
Na Zemi má regolit podobu špíny, půdy, písku a dalších složek, které vznikají v důsledku přirozeného zvětrávání a biologických procesů. V důsledku kombinace eroze, aluviálních usazenin (tj. pohybující se voda ukládající písek), sopečných erupcí nebo tektonické činnosti se materiál pomalu rozmělňuje a ukládá na pevné podloží.
Obrázek Mt Magnet v centrálním kratonu Yilgarn v západní Austrálii, který pochází z prekambrické éry. Kredit: geomorphologie.revues.org
Může se skládat z jílů, silikátů, různých minerálů, podzemní vody a organických molekul. Regolit na Zemi se může lišit od v podstatě nepřítomného až po stovky metrů tlustý. Může být také velmi mladý (ve formě popela, naplavenin nebo právě uložených lávových kamenů) až stovky milionů let starý (regolit datovaný do prekambrického věku se vyskytuje v částech Austrálie).
Na Zemi je přítomnost regolitu jedním z důležitých faktorů pro většinu života, protože jen málo rostlin může růst na pevné skále nebo uvnitř ní a zvířata by se bez sypkého materiálu nemohla zahrabat ani si vybudovat úkryt. Regolit je důležitý i pro lidi, protože se používá od úsvitu civilizace (ve formě nepálených cihel, betonu a keramiky) ke stavbě domů, silnic a dalších staveb.
Rozdíl v terminologii mezi „půdou“ (aka. špína, bláto atd.) a „pískem“ je přítomnost organických materiálů. V prvním případě existuje v hojnosti a je to, co odděluje regolit na Zemi od většiny ostatních pozemských prostředí v naší sluneční soustavě.
Měsíc:
Povrch Měsíce je pokryt jemným práškovým materiálem, který vědci označují jako „měsíční regolit“. Téměř celý měsíční povrch je pokryt regolitem a skalní podloží je viditelné pouze na stěnách velmi strmých kráterů.
Země pozorovaná z Měsíce kosmickou lodí Apollo 11 přes moře měsíční půdy. Kredit: NASA
Měsíční regolit vznikal po miliardy let neustálými dopady meteoritů na povrch Měsíce. Vědci odhadují, že měsíční regolit sahá na některých místech dolů 4-5 metrů a ve starších vysokohorských oblastech dokonce až 15 metrů.
Když byly sestaveny plány pro mise Apollo, někteří vědci měli obavy že měsíční regolit by byl příliš lehký a prachový, aby unesl váhu lunárního landeru. Místo toho, aby přistáli na povrchu, měli obavy, že se do něj přistávací modul prostě ponoří jako sněhová náplavka.
Přistání však provádí robot Zeměměřič kosmická loď ukázala, že měsíční půda je dostatečně pevná, aby unesla kosmickou loď, a astronauti později vysvětlili, že povrch Měsíce se pod jejich nohama cítil velmi pevný. Během přistání Apolla astronauti často zjistili, že je nutné použít kladivo, aby do něj vrazili nástroj pro odběr vzorků jádra.
Jakmile astronauti dosáhli povrchu, oznámili, že jemný měsíční prach ulpěl na jejich skafandrech a poté poprášil vnitřek lunárního landeru. Astronauti také tvrdili, že se jim dostal do očí, takže byly červené; a co je horší, dostal se jim dokonce do plic a způsobil kašel. Lunární prach je velmi abrazivní a byl známý svou schopností opotřebovat skafandry a elektroniku.
Alan Bean bere vzorek lunárního regolitu během mise Apollo 12. Kredit: NASA
Důvodem je to, že lunární regolit je ostrý a zubatý. To je způsobeno skutečností, že Měsíc nemá žádnou atmosféru ani tekoucí vodu, a tedy žádný přirozený proces zvětrávání. Když mikrometeoroidy narazily na povrch a vytvořily všechny částice, neexistoval žádný proces, jak opotřebovat jeho ostré hrany.
Termín měsíční půda se často používá zaměnitelně s „měsíčním regolitem“, ale někteří tvrdili, že termín „půda“ není správný, protože je definován jako s organickým obsahem. Nicméně standardní použití mezi lunárními vědci má tendenci tento rozdíl ignorovat. Používá se také „měsíční prach“, ale hlavně k označení ještě jemnějších materiálů, než je měsíční půda.
Zatímco NASA pracuje na plánech poslat lidi zpět na Měsíc v nadcházejících letech, vědci pracují na tom, aby se naučili nejlepší způsoby, jak práce s lunárním regolitem . Budoucí kolonisté by mohli těžit minerály, vodu a dokonce i kyslík z měsíční půdy a používat ji také k výrobě základen.
Březen:
Landery a rovery, které na Mars vyslala NASA, Rusové a ESA, vrátily mnoho zajímavých fotografií, které ukazují krajinu, která je pokryta obrovskými plochami písku a prachu, stejně jako kameny a balvany.
Úspěšná naběračka marťanského regolitu provedená přistávacím modulem NASA Phoenix. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Max Planck Institute
Ve srovnání s lunárním regolitem je prach na Marsu velmi jemný a v atmosféře zůstává suspendován v dostatečném množství, aby obloha získala načervenalý odstín. Prach se občas zachytí v rozsáhlých celoplanetárních prachových bouřích, které jsou poměrně pomalé kvůli velmi nízké hustotě atmosféry.
Důvod, proč je marťanský regolit o tolik jemnější než ten, který se nachází na Měsíci, se připisuje tekoucí vodě a říčním údolím, která kdysi pokrývala jeho povrch. Výzkumníci Marsu v současné době studují, zda se marťanský regolit stále formuje i v současné epoše.
Předpokládá se, že v regolitu zůstává zamrzlé velké množství vody a ledu s oxidem uhličitým, což by bylo užitečné, kdyby se v nadcházejících desetiletích uskutečnily mise s lidskou posádkou (a dokonce i kolonizační snahy).
Mars měsíc Deimos je také pokryt vrstvou regolitu, jehož tloušťka se odhaduje na 50 metrů (160 stop). Obrázky poskytnuté společností Viking 2 orbiter potvrdil svou přítomnost z výšky 30 km (19 mil) nad povrchem Měsíce.
Asteroidy a vnější sluneční soustava:
Jediná další planeta v naší sluneční soustavě, o které je známo, že má regolit, je Titan , největší Saturnův měsíc. Povrch je známý svými rozsáhlými poli dun, i když jejich přesný původ není znám. Někteří vědci se domnívají, že se může jednat o malé úlomky vodního ledu erodované Titanem kapalný metan nebo možná částice organické hmoty, která se vytvořila v atmosféře Titanu a pršela na povrch.
Další možností je, že řada silné zvraty větru , které se vyskytují dvakrát během jediného saturnského roku (30 pozemských let), jsou zodpovědné za vytvoření těchto dun, které měří několik set metrů a táhnou se přes stovky kilometrů. V současné době si pozemskí vědci stále nejsou jisti, z čeho se skládá regolit Titanu.
Data vrácená Sondy Huygens penetrometr ukázal, že povrch může být podobný jílu, ale dlouhodobá analýza dat naznačila, že by se mohl skládat z pískových ledových zrn. Snímky pořízené sondou při přistání na povrchu Měsíce ukazují plochou pláň pokrytou zaoblenými oblázky, které mohou být vyrobeny z vodního ledu, a naznačují působení pohybujících se tekutin na nich.
Bylo pozorováno, že asteroidy mají na svém povrchu také regolit. Ty jsou výsledkem dopadů meteoridů, ke kterým došlo v průběhu milionů let, rozdrtily jejich povrchy a vytvořily prach a drobné částice, které jsou neseny v kráterech.
Snímek ve falešných barvách pořízený kamerou NASA NEAR Shoemaker povrchového kráteru Eros o délce 5,3 kilometru (3,3 míle), který ukazuje přítomnost regolitu uvnitř. Poděkování: NASA/JPL/JHUAPL
NASA BLÍZKO Švec kosmická loď přinesla důkazy o regolitu na povrchu asteroidu 433 Eros , což jsou dosud nejlepší snímky asteroidového regolitu. Další důkazy poskytla společnost JAXA Mise Hayabusa , která vrátila jasné snímky regolitu na asteroidu, který byl považován za příliš malý na to, aby se na něm udržel.
Snímky poskytované kamerami Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System (OSIRIS) na palubě Kosmická loď Rosetta potvrdilo, že asteroid 21 Lutetia má poblíž svého severního pólu vrstvu regolitu, který byl viděn proudit v velké sesuvy půdy spojené s variacemi albeda asteroidu.
Abychom to stručně rozebrali, všude tam, kde je kámen, je pravděpodobně regolit. Ať už je to produkt větru nebo tekoucí vody nebo přítomnost meteorů dopadajících na povrch, staromódní „špínu“ lze nalézt téměř kdekoli v naší sluneční soustavě; a s největší pravděpodobností ve vesmíru za...
Napsali jsme několik článků o měsíčním regolitu zde na Universe Today. Zde je způsob, jak to mohou astronauti zvládnout extrahovat vodu z lunárního regolitu s jednoduchými kuchyňskými spotřebiči a článek o NASA hledat měsíčního kopáče .
Chcete si koupit nějaký simulant lunárního regolitu? Zde je stránka, na které si jej můžete koupit. Chceš být měsíční horník ? V tom lunárním regolitu je spousta dobrého kovu.
Velmi zajímavý podcast o vzniku Měsíce si můžete poslechnout z Astronomy Cast, Epizoda 17: Odkud se vzal Měsíc?
Odkaz:
NASA
