昨年、科学者はアポロ時代の実験によって収集された地震データをもう一度調べ、月の下部マントル（コアマントル境界の近くの部分）が部分的に溶融していることを発見しました（たとえば、アポロデータは、月の正確な測定値を提供するために改造されました）コア、スペースマガジン、2011年1月6日）。彼らの調査結果は、マントルの最低150 kmに5〜30％の液体メルトが含まれていることを示唆しています。地球上では、これは、それが固体から分離し、上昇し、地表で噴火するのに十分な融解です。私たちは月が過去に火山活動を起こしたことを知っています。では、なぜこの月のメルトが今日の表面で噴火しないのでしょうか？シミュレートされた月のサンプルに関する新しい実験的研究が答えを提供する可能性があります。
現在の月のマグマは、それらの周囲の岩石と比較して、表面に上昇するには密度が高すぎると考えられています。水の上の油のように、密度の低いマグマは浮力があり、固い岩の上に浸透します。しかし、マグマの密度が高すぎると、マグマはその場所にとどまるか、沈むことさえあります。
この可能性を動機として、アムステルダムのVU大学のMirjam van Kan Parkerが率いる国際的な科学者チームが、月のマグマの性質を研究しています。 Journal Nature Geoscienceで最近発表された彼らの発見は、月のマグマにはその組成に依存する密度の範囲があることを示しています。
ファンカンパーカー氏とそのチームは、マグマの溶融サンプルを圧搾して加熱した後、X線吸収技術を使用して、さまざまな圧力と温度での材料の密度を測定しました。彼らの研究は、月のサンプルがそのような破壊的な分析にはあまりにも価値があると考えられているので、シミュレートされた月の材料を使用しました。彼らの模倣物は、アポロ15グリーン火山ガラス（チタン含有量0.23重量％）とアポロ14ブラック火山ガラス（チタン含有量16.4重量％）の組成をモデル化しました。
これらの模擬物質のサンプルは、最大1.7 GPaの圧力にさらされました（地球の表面での大気圧は101 kPaであり、これらの実験で得られた圧力の20,000分の1です）。ただし、月内部の圧力はさらに高く、4.5 GPaを超えます。そこで、実験結果から外挿するためにコンピューター計算を行った。
組み合わされた研究は、月の下部マントルに通常見られる温度と圧力で、チタン含有量の低いマグマ（Apollo 15緑色ガラス）の密度が周囲の固体物質よりも低いことを示しています。つまり、浮力があり、水面に上がり、噴出するはずです。一方、チタン含有量の高いマグマ（アポロ14の黒色ガラス）は、周囲の固体物質とほぼ同じかそれ以上の密度を持っていることがわかりました。これらは上昇して噴火するとは予想されません。
月には活発な火山活動がないため、現在、月のマントルの下部にあるメルトは高密度である必要があります。また、ファンカンパーカー氏の結果は、このメルトは、アポロ14黒色ガラスを形成したものと同様に、高チタンマグマで作られるべきであることを示唆しています。
高チタンマグマはチタンに富む根源岩から形成されたと考えられているため、この発見は重要です。これらの岩は、地球のマグマ海で浮揚性のあるすべての斜長石鉱物（地殻を構成する）が上方に圧搾された後、月の地殻の底に残ったかすを表しています。密度が高いこれらのチタンに富む岩は、転覆イベントでコア-マントル境界にすぐに沈んでいたでしょう。そのような転覆は15年以上前に仮定されていました。現在、これらのエキサイティングな新しい結果は、このモデルを実験的にサポートしています。
これらの緻密でチタンに富む岩には、他の元素が鉱物結晶に優先的に取り込まれると取り残される傾向がある放射性元素が多く含まれることも予想されます。これらの元素の崩壊から生じる放射性熱は、月の下部マントルの一部がまだ溶融するのに十分なほど高温である理由を説明できます。ヴァンカンパーカー氏とそのチームは、この放射熱が月の中心部を今日でも部分的に溶かし続けるのにも役立つと推測しています！
出典：
X線は月の内部を照らす、Science Daily、2012年2月19日。
月面内部のチタンに富むメルトの中性浮力、van Kan Parker et al。 Nature Geoscience、2012年2月19日、doi：10.1038 / NGEO1402。
