Mineralen op de maan: theorieën, mijnbouwprojecten, bodemsamenstelling en vereist niveau van technologische ontwikkeling

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-12 11:30

De maan is een natuurlijke satelliet van de aarde. Een halve eeuw geleden zette de mens voor het eerst voet op het oppervlak. Sindsdien zijn er echte kansen ontstaan voor directe wetenschappelijke studies van het oppervlak en het interieur 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 zijn interne structuur

Onze planeet heeft maar één natuurlijke satelliet: de maan. Het is de satelliet die het dichtst bij de zon staat in het hele zonnestelsel. De maan bevindt zich op een afstand van 384.000 kilometer van de aarde. De equatoriale straal is 1.738 km, wat ongeveer overeenkomt met 0,27 de straal van de aarde.

Alvorens over mineralen op de maan te praten, moet je de interne structuur van dit hemellichaam zo gedetailleerd mogelijk beschrijven. Dus wat weten wetenschappers tegenwoordig?

Net als de 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, er zijn ook onzuiverheden van nikkel, zwavel en enkele andere elementen. Rondom de kern bevindt zich een laag gedeeltelijk gesmolten materiaal dat ongeveer 4 miljard jaar geleden (kort na de vorming van de maan zelf) het resultaat was van de kristallisatie van magma.

De dikte van de maankorst varieert van 10 tot 105 kilometer. Bovendien is de dikte aan de kant van de satelliet die naar de aarde is gericht, merkbaar kleiner. Globaal zijn er twee zones te onderscheiden in het maanreliëf: bergachtig continentaal en verlaagd - de zogenaamde maanzeeën. Deze laatste zijn niets meer dan enorme kraters gevormd als gevolg van het bombardement van het oppervlak van de maan door asteroïden en meteoren.

Maanoppervlak

We zijn er al aan gewend om te beseffen dat er onder onze voeten een multimeterlaag van sedimentair gesteente is - kalksteen, zandsteen, klei. Maar de maan is niet de aarde. Hier is alles anders gerangschikt, en er zijn gewoon geen rotsen van sedimentaire oorsprong en kunnen dat ook niet zijn. Het hele oppervlak van onze satelliet is bedekt met regoliet of "maangrond". Dit is een mengsel van fijn afvalmateriaal en fijn stof, gevormd als gevolg van een constant meteorietbombardement.

De dikte van de regolietlaag van de maan kan enkele tientallen meters bereiken. En in sommige delen van het oppervlak is het niet groter dan twee centimeter. Uiterlijk lijkt deze laag op een grijsbruine deken van stof. Trouwens, ikzelfDe term "regoliet" komt van twee Griekse woorden: "lithos" (steen) en "rheos" (deken). Vreemd genoeg deed de geur van regoliet de astronauten denken aan verbrande koffie.

Opgemerkt moet worden dat de kosten van het transporteren van één kilogram materie van de maan worden geschat op ongeveer 40 duizend dollar. Desalniettemin hebben de Amerikanen in totaal al meer dan 300 kilogram regoliet naar de aarde gebracht vanuit verschillende delen van het oppervlak van de satelliet. Hierdoor konden wetenschappers een grondige analyse van de maanbodem uitvoeren.

Het bleek dat de regoliet los en behoorlijk heterogeen is. Tegelijkertijd plakt het goed aan elkaar tot klonten, wat wordt verklaard door de afwezigheid van een oxidefilm. In de bovenste laag van regoliet (niet dieper dan 60 cm) overheersen deeltjes tot een millimeter groot. De maanbodem is volledig uitgedroogd. Het is gebaseerd op bas alt en plagioklaas, die qua samenstelling bijna op de aarde lijken.

Dus, zijn er mineralen op de maan onder de regolietlaag? U zult hier later meer over leren in ons artikel.

Mineralen op de maan: volledige lijst

Vergeet niet dat de aarde en de maan in feite halfzusters 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 uitzoeken.

Olie, steenkool, aardgas… Deze minerale hulpbronnen bestaan en kunnen niet op de maan, omdat ze allemaal van biogene oorsprong zijn. Omdat er geen atmosfeer of organisch leven op onze satelliet is, is hun vorminggewoon onmogelijk.

Er liggen echter verschillende metalen in de ingewanden van de maan. In het bijzonder ijzer, aluminium, titanium, thorium, chroom, magnesium. De samenstelling van de maanregoliet bevat ook kalium, natrium, silicium en fosfor. Met behulp van het automatische interplanetaire station Lunar Prospector, gelanceerd in 1998, was het ook mogelijk om de lokalisatie van een bepaald metaal op het maanoppervlak te bepalen. Een kaart van de verspreiding van thorium op de maan ziet er bijvoorbeeld als volgt uit:

Over het algemeen kunnen alle maanstenen en mineralen in drie groepen worden verdeeld:

1. Bas alt van de maanzeeën (pyroxeen, plagioklaas, ilmeniet, olivijn).
2. KREEP-rotsen (kalium, fosfor, zeldzame aardelementen).
3. ANT-rotsen (noriet, troctoliet, anorthosite).

Er zijn onder andere aanzienlijke watervoorraden in de vorm van ijs ontdekt op de maan (ongeveer 1,6 miljard ton in totaal).

Helium-3

Misschien is de helium-3-isotoop de belangrijkste en meest veelbelovende in termen van ontwikkeling van fossielen op de maan. Aardbewoners beschouwen het als een mogelijke thermonucleaire brandstof. Dus, volgens de Amerikaanse astronaut Garrison Schmidt, zal de winning van deze lichte isotoop van helium 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 één gram van een stof gelijk aan duizend dollar. Echter, een gramhelium-3 kan tot 15 ton olie vervangen.

Het is vermeldenswaard dat het niet gemakkelijk zal zijn om het proces van het extraheren van helium-3 op het oppervlak van de maan vast te stellen. Het probleem is dat een ton regoliet 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. Uiteraard is dit de komende decennia niet haalbaar.

Maan mijnbouwprojecten

De mensheid denkt al serieus na over de kolonisatie van de maan en de ontwikkeling van zijn minerale hulpbronnen. Theoretische mijnbouw op de maan is heel goed mogelijk. Maar in de praktijk is dit heel moeilijk uitvoerbaar. Hiervoor zal op het oppervlak van onze satelliet inderdaad een geschikte industriële infrastructuur moeten worden gecreëerd. Bovendien moet alles wat je nodig hebt van de aarde worden gehaald - materialen, water, brandstof, uitrusting, enz.

Sommige projecten zijn echter al in ontwikkeling. Zo is het Amerikaanse bedrijf SEC van plan serieus werk te maken van de winning van maanijs en de productie van brandstof voor ruimtevaartuigen op basis daarvan. Hiervoor is het de bedoeling om zowel robots als levende mensen in te zetten. Eind 2017 kondigde NASA de acceptatie aan van toepassingen met technologische voorstellen voor het extraheren van hulpbronnen uit ruimtevoorwerpen. De specialisten van deze afdeling hopen dat mijnbouw in 2025 werkelijkheid zal worden.

Maar China is serieus geïnteresseerd in zeldzame aardelementen in de maankorst. Studeren en beheersenvan deze hulpbron is het land van plan een speciale onderzoeksbasis op de maan te vestigen. De Russische Federatie blijft niet achter bij de leidende ruimtemachten. Roscosmos is van plan om tegen 2025 een reeks robots te maken voor mijnbouw op de maan.

Tot slot…

Er zijn geen mineralen op de maan als zodanig. Althans in ons, aardse, begrip van deze term. Toch zijn er een aantal metalen gevonden in de maankorst, met name in de regoliet. Onder hen zijn ijzer, aluminium, titanium, thorium, chroom, magnesium en andere. De winning van minerale hulpbronnen op het oppervlak van de maan is theoretisch mogelijk, maar praktisch nog niet haalbaar.