Bolygórendszerünk összes tagja egy időben született, de aztán az egyes égitestek eltérő fejlődési utat jártak be. Kialakulásuk és korai fejlődésük jellemzőiről itt a Földön már alig maradt nyom - ellenben más égitesteken bőséggel találhatók ilyenek. Ezért a többi planéta tanulmányozása saját bolygónk múltjának jobb megismerésében is segítséget nyújt.
Az asztrogeológia kutatási területe közel áll a valamivel általánosabb planetológia vagy bolygótudomány témaköréhez, és közöttük nehéz is határt húzni. Az alábbiakban három, kifejezetten asztrogeológiai témakört tekintünk át. Ezek a közvetlen anyagvizsgálatok, a felszíni alakzatok távoli térképezése és az égitestek kémiai, valamint ásványtani jellemzőinek azonosítása.
Az első geológus a Holdon
A geológus terepi munkával szerzi ismeretei jelentős részét a Földön. Térképezi a felszíni képződményeket, és ebből a keletkezés körülményeire következtet. A munkának azonban csak egy része zajlik a terepen, távérzékeléses méréseket, geofizikai vizsgálatokat, űrfelvételeket is használnak már napjainkban. Ilyen munka más égitesteken is végezhető - a terepi kutatás kivételével. Utóbbira csak egyetlen példa volt eddig, egyetlen geológus látogatta meg a Holdat és dolgozott a felszínén.
Terepbejárás a holdautóval a földi teszt során (balra) és élesben kísérőnk felszínén (jobbra)
Az utolsó Apollo holdexpedíción, 1972 decemberében az Apollo-17 fedélzetén szállt le kísérőnkre az első kutató - korábban csak katonák voltak az űrhajósok, igaz, alapos és célirányos kiképzést kaptak előtte a Földön. Harrison Schmitt geológus ekkor végzett helyszíni vizsgálatokat kísérőnkön. Felszerelése és lehetőségei nem sokban különböztek az őt megelőző expedíciókétól, az eltérés a tudásban és a sokéves tapasztalatban volt, amelyet terepi geológusként bolygónkon szerzett.
A holdautóval három utat tettek meg kísérőnk felszínén a leszállóegység közelében, összesen 25 óra időtartam alatt, mintegy 50 kilogramm kőzetmintát gyűjtve. A feladat elsősorban a megfelelő minták kiválasztása és összegyűjtése volt, amelyeket később bolygónkon elemeztek részletesen. A kalapács a geológusnak a Holdon is fontos segédeszköze volt - bár kísérőnkön nem játszott akkora szerepet, mint a Földön. Bolygónkon egy kalapáccsal pattintható le a kőzetek felszínéről az őket borító átalakult málladéktakaró.
Balra: az első Holdon dolgozó geológus általa begyűjtött Troctolite 76535 jelű holdkőzetminta. Ez az egyik legérdekesebb szikla kísérőnkről, amely a Hold fejlődésének korai időszakában keletkezett mélységi kőzet. A becslések alapján 10-20 kilométer mélyen megszilárdult kőzet az egyik legidősebb Holdról származó anyag, és kísérőnk fejlődésének kezdeti szakaszában keletkezett, amikor belsejének még jelentős része olvadt állapotban volt.
A holdfelszíni geológiai munka révén sikerült megállapítani, hogy kísérőnk felföldeknek nevezett területeinek kora 4,6 milliárd év körüli, míg a sötét bazaltos síkságok közel 3,2 milliárd évesek. Azonosítottak úgynevezett KREEP bazaltokat, amelyek a Hold igen korai vulkáni időszakáról árulkodtak, és rámutattak, hogy a Hold felszíne alatt egykor globális olvadt magmaóceán volt. Első alkalommal sikerült egyértelműen bizonyítani, hogy a felszíni kőzetek a becsapódások töredező hatásának nyomait mutatják. Kiderült továbbá, hogy a Holdat kialakító anyag a Föld külső rétegéről robbant le, feltehetőleg egy ősi, hatalmas becsapódás keretében. További eredmények a holdraszállás évfordulója kapcsán készült cikkünkben olvashatók.
Munka az Apolló-16 expedíció során (NASA)
![]() Holdkőzetek az ELTE-n Az Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kara (ELTE TTK) 1993-ban kötötte meg az első Nemzetközi Holdi Kőzetminta Kölcsönzési Egyezményt a NASA Lyndon B. Johnson Űrközponttal, majd egy évvel később kapta meg először a mintákat. Az együttműködés azóta is sikeresen zajlik, és már 15 éve rendszeresen használják a kőzetminta készletet oktatási és kutatási célokra. |
Feltérképezett égitestek
Egy égitest felszínének jellemzőit és összefüggéseit legkönnyebb térképeken bemutatni. A planetáris kartográfia a földi térképészeti gyakorlattól eltérő elemeket és megközelítéséket is alkalmaz. Ennek egyik oka, hogy bolygónkon ismeretlen felszínformák, például a Vénuszon megfigyelhető koronák, a Miranda uránuszholdon mutatkozó a körkörös alakzatok, vagy a különféle szokatlan, a a jeges égitesteken megfigyelt repedésmintázatokat is ábrázolni, értelmezni kell.
A Mars szín-magasság ábrázolású térképe. A felhasznált árnyalatokban a mély területeknél mellőzni kellett a kéket, mivel az a földi tapasztalat nyomán a térképet szemlélőben a víz jelenlétének benyomását kelti (Hargitai H.)
Érdekes feladat a különféle vetületek kezelése az asztrogeológiában. Az apró égitestek alakja ugyanis se gömbre, se forgási ellipszoidra nem hasonlít - ennek ellenére pontos térképek készíthetők a kisbolygók és üstökösmagok felszínéről is. Furcsa felszínformákat is fel kell tüntetni ezeken, amelyek a Földről ismeretlenek, mint például a "portócsák". Emellett a sajátos alak és a tengelyforgás egyedi jellemzői miatt külön térkép kell a gravitációs tér szintfelületének ábrázolásához - egy kisbolygón a fent és a lent iránya nem egyértelmű.
Az Eros kisbolygó hengervetületű térképe (háttérben) és valódi alakja (balra lent)
Bolygóméretű történelemkönyvek
Az égitestek felszínformái, kémiai átalakulásokkal képződött ásványai, valamint üledékes kőzetei mind a múltban zajlott folyamatok nyomát képviselik. Ahogy a fák évgyűrűi a csapadékos vagy a száraz, a melegebb vagy a hűvösebb időszakokról mesélnek, úgy adnak ismereteket az égitesteken lévő üledékes kőzetek, kémiai átalakulásnyomok a régmúltról. A Mars felszínén lévő mállástermékek összetételét vizsgálva például a felszíni hőmérséklet- és nedvességviszonyok, valamint a folyadékok kémhatása rekonstruálható - minden eltérő időszak létrehozta a maga mállástermékeit és kémiai átalakulásait.
A korábban említett geológuskalapács a távérzékeléses megfigyelések alkalmával nam használható - ennek megfelelően a kutatók elsősorban a meredek omlások falát, friss becsapódások helyét, vagy a szél által tisztára koptatott kőzekfelszíneket elemzik. Így lehet az eredeti, üde állapotú kőzetanyagot megfigyelni.
Az Aureum Chaos nevű terület képe a Marson (balra), és egy kisebb részletének színképelemzéssel meghatározott, eltérő összetételű részei (jobbra)
Hasonló vizsgálat, de korlátozottabb formában például a kisbolygókon is elvégezhető. A távoli égitestekhez nem tudunk eljutni, de színképelemzéssel megvizsgálhatjuk felszíni anyagaikat, amelyek alapján ki lehet mutatni, hogy a légkör nélküli világűrben is mállik a felszínük. Különféle hatásoktól változik a szemcsék mérete, összetétele, egyes vidékek kiszáradnak, mások pedig az odavándorló H2O-molekulák révén nedvesebbek lesznek. A kisbolygók egy-egy darabja alkalmanként meteoritok formájában bolygónkra hullik, és akkor mikroszkóp alatt is elemezhető a belsejük, amiből az ősi Naprendszer viszonyai rekonstruálhatók.
Az égitestek felszíni kémiai és színképi jellemzői akkor adják a legtöbb ismeretet, ha eltérő forrásból szerzett, különböző módszerekkel nyert adatokat együttesen ábrázolnak. Erre látványos példa, amikor az égitestek felszíni képeit, egyszerű színképi jellemzőit egy domborzatmodellen tüntetik fel. Ez esetben a felszín topográfiája megmutatja, milyen típusú területeken fordulnak elő az egyes ásványok, és arra is következtetni lehet, hogyan oszlanak el a felszín alatt.
Sztereóképek elemzésével létrehozott térhatású domborzatmodell a Iapetus szaturnuszhold egyik hegycsúcsáról (háttérben), az oldalán világos jégfoltokkal, balra lent pedig az ilyen vizsgálatokhoz szükséges eszközzel (USGS, LPI, Paul Schenk)
Asztrogeológia a harmadik évezredben
Az asztrogeológiai kutatásokhoz szükséges adatok többsége az elmúlt 30-40 évben született, és a bolygókutató űrszondák várhatóan a jövőben is ilyen ütemben szolgáltatnak majd új ismereteket. Napjaink tendenciái között említhető, hogy a szakemberek több módszerrel is bepillanthatnak már a felszín alá a távolból, egyetlen kalapácsütés nélkül. A felszín alá behatoló radarokat, neutron-spektrométeres méréseket már jelenleg is használják a Mars sziklákkal borított gleccsereinél vagy a Hold sarkvidéki krátereiben az eltemetett jég vizsgálatában - persze ez nem pótolja a helyszíni elemzést.
Felmerült az ötlet, hogy a legidősebb földi kőzeteket nem is saját bolygónkon, hanem inkább a Holdon kellene keresni. Az ősi Föld anyagából a hatalmas becsapódások során kirobbant kőzetek egy része ugyanis kísérőnkre hullhatott, és azóta ott alig változott - persze nehéz lehet megtalálni az ilyen töredékeket. Szintén nem egyszerű, de még fontosabb lépés lesz majd az emberes geológiai munka a Marson, amely az űrszondás vizsgálatoknál nagyságrenddel több ismeretet ad.