Sidste år kiggede forskerne igen på de seismiske data indsamlet af eksperimenter fra Apollo-æraen og opdagede, at Månens nederste kappe, den del nær grænsen mellem kerne og kappe, er delvist smeltet (f.eks., Apollo Data Retooled to Provide Precise Readings on Moon’s Core, Universe Today, 6. januar 2011). Deres resultater tyder på, at de nederste 150 km af kappen indeholder mellem 5 og 30 % flydende smelte. På Jorden ville dette være nok til, at smeltemassen kunne adskille sig fra det faste stof, stige op og gå i udbrud ved overfladen. Vi ved, at der tidligere har været vulkanisme på Månen. Så hvorfor bryder denne månesmelt ikke ud på overfladen i dag? Nye eksperimentelle undersøgelser af simulerede måneprøver kan måske give svarene.
Der er mistanke om, at de nuværende magmaer på Månen er for tætte i forhold til de omgivende bjergarter til at stige op til overfladen. Ligesom olie på vand er mindre tætte magmaer opdriftende og vil sive op over den faste klippe. Men hvis magmaen er for tæt, vil den forblive, hvor den er, eller endog synke.
Motiveret af denne mulighed har et internationalt hold af forskere under ledelse af Mirjam van Kan Parker fra VU-universitetet i Amsterdam undersøgt karakteren af månens magmaer. Deres resultater, som for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Geoscience, viser, at månens magmaer har en række forskellige tætheder, som afhænger af deres sammensætning.
Min van Kan Parker og hendes hold pressede og opvarmede smeltede prøver af magmaer og brugte derefter røntgenabsorptionsteknikker til at bestemme materialets tæthed ved forskellige tryk og temperaturer. I deres undersøgelser brugte de simulerede månematerialer, da måneprøver anses for at være for værdifulde til sådanne destruktive analyser. Deres simulanter modellerede sammensætningen af Apollo 15’s grønne vulkanglas (som har et titanindhold på 0,23 vægtprocent) og Apollo 14’s sorte vulkanglas (som har et titanindhold på 16,4 vægtprocent).
Prover af disse simulanter blev udsat for tryk på op til 1,7 GPa (atmosfærisk tryk ved jordens overflade er 101 kPa eller 20.000 gange mindre end det, der blev opnået i disse eksperimenter). Trykket i månens indre er imidlertid endnu større, nemlig over 4,5 GPa. Så der blev foretaget computerberegninger for at ekstrapolere ud fra de eksperimentelle resultater.
Det kombinerede arbejde viser, at ved de temperaturer og tryk, der typisk findes i den nedre månemantel, har magmaer med lavt titanindhold (Apollo 15-grønne glasperler) en densitet, der er mindre end det omgivende faste materiale. Det betyder, at de er opdriftende, bør stige op til overfladen og gå i udbrud. På den anden side blev det konstateret, at magmaer med højt titanindhold (Apollo 14’s sorte glas) har en massefylde, der er omtrent lige så stor som eller større end det omgivende faste materiale. Disse ville ikke forventes at stige op og gå i udbrud.
Da Månen ikke har nogen aktiv vulkansk aktivitet, må den smelte, der i øjeblikket befinder sig i bunden af månens kappe, have en høj massefylde. Og fru van Kan Parkers resultater tyder på, at denne smelte bør bestå af magmaer med højt titanindhold, som dem, der dannede de sorte glas fra Apollo 14.
Dette fund er vigtigt, fordi man mener, at magmaer med højt titanindhold er dannet af titanrige kildebjergarter. Disse bjergarter repræsenterer det bundfald, der blev efterladt i bunden af Månens skorpe, efter at alle de opdriftsrige plagioklasmineraler (som udgør skorpen) var blevet presset opad i et globalt magmaocean. Da disse titanrige sten er tætte, ville de hurtigt være sunket ned til grænsen mellem kerne og kappe ved en omvæltning. En sådan omvæltning blev endda postuleret for over 15 år siden. Nu giver disse spændende nye resultater eksperimentel støtte til denne model.
Disse tætte, titanrige bjergarter forventes også at indeholde mange radioaktive grundstoffer, som har en tendens til at blive efterladt, når andre grundstoffer fortrinsvis optages af mineralkrystaller. Den resulterende radiogene varme fra henfaldet af disse grundstoffer kunne forklare, hvorfor dele af den nedre månemantel stadig er varme nok til at være smeltet. Van Kan Parker og hendes hold spekulerer endvidere i, at denne radiogene varme også kan være med til at holde Månens kerne delvist smeltet selv i dag!