De maan is een natuurlijke satelliet van de aarde. Een halve eeuw geleden stapte de mens voor het eerst op het oppervlak. Sindsdien zijn er reële mogelijkheden voor direct wetenschappelijk onderzoek van het oppervlak en de ingewanden van dit hemellichaam. Zijn er mineralen op de maan? Wat zijn deze bronnen en kunnen ze worden gedolven? U vindt antwoorden op deze vragen in ons artikel.
De maan en haar interne structuur
Onze planeet heeft maar één natuurlijke satelliet - de maan. Het is de satelliet die het dichtst bij de zon staat binnen het hele zonnestelsel. De maan is 384 duizend kilometer van de aarde verwijderd. De equatoriale straal is 1738 km, wat ongeveer overeenkomt met 0, 27 van de straal van de aarde.
Alvorens over mineralen op de maan te praten, moet men zoveel mogelijk de interne structuur van dit hemellichaam beschrijven. Dus wat weten wetenschappers vandaag?
Net als planeet Aarde bestaat de maan uit een kern, mantel en buitenste korst. De maankern is relatief klein (slechts 350 km in diameter). Het bevat veel vloeibaar ijzer, onzuiverheden van nikkel, zwavel en enkele andere elementen worden ook gevonden. Rond de kern bevindt zich een laag gedeeltelijk gesmolten materiaal, die het gevolg is van de kristallisatie van magma ongeveer 4 miljard jaar geleden (kort na de vorming van de maan zelf).
De dikte van de maankorst varieert van 10 tot 105 kilometer. Bovendien is de dikte merkbaar kleiner aan de kant van de satelliet die naar de aarde is gericht. Wereldwijd zijn er in het maanreliëf twee zones te onderscheiden: bergachtig continentaal en laag - de zogenaamde maanzeeën. Deze laatste zijn niets meer dan enorme kraters die zijn ontstaan als gevolg van de beschieting van het maanoppervlak door asteroïden en meteoren.
Maan oppervlak
We zijn al gewend te beseffen dat er onder onze voeten een multimeter dik sedimentair gesteente is - kalksteen, zandsteen, klei. Maar de maan is niet de aarde. Alles is hier anders gerangschikt en rotsen van sedimentaire oorsprong zijn er gewoon niet en kunnen er ook niet zijn. Het hele oppervlak van onze satelliet is bedekt met regoliet of 'maangrond'. Dit is een mengsel van fijn clastic materiaal en fijn stof gevormd als gevolg van constant bombardement met meteorieten.
De dikte van de regolithische laag van de maan kan enkele tientallen meters bedragen. En in sommige delen van het oppervlak is het niet meer dan twee centimeter. Uiterlijk lijkt deze laag op een grijsbruine stofdeken. Trouwens, de term "regolith" zelf komt van twee Griekse woorden: "lithos" (steen) en "reos" (deken). Vreemd genoeg herinnerde de regoliet in zijn geur astronauten aan de geur van verbrande koffie.
Opgemerkt moet worden dat de transportkosten van een kilo materie vanaf de maan worden geschat op ongeveer 40 duizend dollar. Desalniettemin hebben de Amerikanen in totaal al meer dan 300 kilogram regoliet aan de aarde geleverd vanuit verschillende delen van het oppervlak van de satelliet. Hierdoor konden wetenschappers een grondige analyse van de maanbodem uitvoeren.
Het bleek dat regolith bros en nogal heterogeen is. Bovendien kleeft het goed aan klonten, wat wordt verklaard door het ontbreken van een oxidefilm. In de bovenste laag van regoliet (niet dieper dan 60 nanometer) heersen deeltjes tot een millimeter groot. Maangrond is volledig uitgedroogd. Het is gebaseerd op basalt en plagioklassen, die qua samenstelling bijna lijken op aardse.
Dus, zijn er mineralen op de maan onder de regolith-laag? U zult hier later in ons artikel meer over leren.
Mineralen op de maan: een complete lijst
Vergeet niet dat de aarde en de maan in feite halfzussen zijn. Daarom is het onwaarschijnlijk dat de ingewanden van onze enige satelliet minerale sensaties verbergen. Maar toch, welke mineralen zijn er op de maan? Laten we het goed doen.
Olie, steenkool, aardgas … Deze minerale bronnen zijn er niet en kunnen niet op de maan zijn, omdat ze allemaal van biogene oorsprong zijn. Omdat er geen atmosfeer of organisch leven op onze satelliet is, is hun vorming eenvoudigweg onmogelijk.
In de ingewanden van de maan liggen echter verschillende metalen. In het bijzonder ijzer, aluminium, titanium, thorium, chroom, magnesium. Kalium, natrium, silicium en fosfor worden ook aangetroffen in de samenstelling van maanregoliet. Met behulp van het automatische interplanetaire station Lunar Prospector, gelanceerd in 1998, was het ook mogelijk om de locatie van een metaal op het maanoppervlak te bepalen. Zo ziet een kaart van de verspreiding van thorium op de maan er bijvoorbeeld uit als:
Over het algemeen kunnen alle maanstenen en mineralen in drie groepen worden verdeeld:
- Basalt van de maanzeeën (pyroxeen, plagioklaas, ilmeniet, olivijn).
- KREEP-gesteenten (kalium, fosfor, zeldzame aarden).
- ANT-gesteenten (norit, troctoliet, anorthosiet).
Op de maan werden onder andere ook aanzienlijke watervoorraden in de vorm van ijs ontdekt (in totaal ongeveer 1, 6 miljard ton).
Helium 3
Misschien is de helium-3-isotoop de belangrijkste en meest veelbelovende in termen van fossiele exploratie op de maan. Aardbewoners beschouwen het als een mogelijke thermonucleaire brandstof. Dus, volgens de Amerikaanse astronaut Harrison Schmidt, zal de extractie van deze lichte heliumisotoop in de nabije toekomst het probleem van de energiecrisis op aarde kunnen oplossen.
Helium-3 wordt in wetenschappelijke kringen vaak de 'brandstof van de toekomst' genoemd. Op aarde is het uiterst zeldzaam. Alle reserves van deze isotoop op onze planeet worden door wetenschappers geschat op niet meer dan één ton. Op basis hiervan zijn de kosten van een gram stof gelijk aan duizend dollar. Tegelijkertijd kan één gram helium-3 tot 15 ton olie vervangen.
Het is vermeldenswaard dat het niet gemakkelijk zal zijn om het productieproces van helium-3 op het maanoppervlak vast te stellen. Het probleem is dat één ton regolith slechts 10 mg waardevolle brandstof bevat. Dat wil zeggen, om deze hulpbron op het oppervlak van onze satelliet te ontwikkelen, zal het nodig zijn om een echt mijnbouw- en verwerkingscomplex te bouwen. Dit is de komende decennia uiteraard niet haalbaar.
Mijnprojecten op de maan
De mensheid denkt serieus na over de kolonisatie van de maan en over de ontwikkeling van haar minerale bronnen. Theoretische mijnbouw op de maan is heel goed mogelijk. Maar het is erg moeilijk om het praktisch toe te passen. Hiervoor zal het inderdaad nodig zijn om op het oppervlak van onze satelliet een geschikte industriële infrastructuur te creëren. Bovendien zal al het nodige van de aarde moeten worden gehaald - materialen, water, brandstof, uitrusting, enz.
Desalniettemin zijn er al projecten in ontwikkeling. Het Amerikaanse bedrijf SEC is dus van plan serieus te gaan werken aan de winning van maanijs en de productie op basis van brandstof voor ruimtevaartuigen. Hiervoor is het de bedoeling om zowel robots als levende mensen te gebruiken. Eind 2017 kondigde NASA de acceptatie aan van toepassingen met technologische voorstellen voor de winning van hulpbronnen aan ruimtevoorwerpen. Specialisten van deze afdeling hopen dat de mijnbouw in 2025 werkelijkheid wordt.
Maar China is serieus geïnteresseerd in de zeldzame aardelementen in de maankorst. Om deze bron te bestuderen en te ontwikkelen, is het land van plan een speciale onderzoeksbasis op de maan te vestigen. De Russische Federatie staat niet ver achter de leidende ruimtemachten. Tegen 2025 is Roscosmos van plan een serie robots te maken voor mijnbouw op de maan.
