Όταν οι αστροναύτες επέστρεψαν από την τελευταία αποστολή της NASA στη Σελήνη, Apollo 17, το 1972, έφεραν μαζί τους δείγματα πετρωμάτων, μερικά από τα οποία σφραγίστηκαν και αποθηκεύτηκαν προσεκτικά για να τα αναλύσουν μελλοντικοί ερευνητές. Ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο Μπράουν, ανέλυσε μερικά από αυτά τα δείγματα και διαπίστωσε ότι η χημική τους σύσταση είναι πολύ διαφορετική από της Γης.
Συγκεκριμένα, η ανάλυση των δειγμάτων που ελήφθησαν από την περιοχή «Taurus Littrow» της Σελήνης, δείχνει ότι το ηφαιστειακό υλικό περιέχει ενώσεις θείου, εξαιρετικά φτωχές σε θείο-33 (S33), ένα από τα τέσσερα σταθερά ισότοπα του θείου, και αυτό είναι αντίθετο με τις αναλογίες ισοτόπων που βρίσκονται στη Γη.
Ορισμένα χημικά στοιχεία φέρουν τα δικά τους «δακτυλικά αποτυπώματα» με τη μορφή των αναλογιών ισοτόπων, δηλαδή λεπτές διαφορές στο βάρος των ατόμων τους. Εάν δύο πετρώματα έχουν το ίδιο ισοτοπικό αποτύπωμα, αυτό αποτελεί ένδειξη ότι προέρχονται από την ίδια πηγή. Στην περίπτωση της Σελήνης και της Γης, οι ερευνητές έχουν εντοπίσει σημαντικές ομοιότητες στα ισότοπα οξυγόνου, και μια παρόμοια εικόνα περίμεναν και για τα ισότοπα θείου.
Στην παρούσα έρευνα, οι επιστήμονες ανέλυσαν δείγματα που προήλθαν από έναν κοίλο μεταλλικό κύλινδρο, ο οποίος είχε εισαχθεί από τους αστροναύτες του Apollo 17, περίπου 60 εκατοστά στο σεληνιακό έδαφος. Χρησιμοποίησαν μια εξαιρετικά ακριβή και σύγχρονη μέθοδο ανάλυσης ισοτόπων, τη δευτερογενή φασματομετρία μάζας ιόντων (SIMS).
Ο Τζέιμς Ντότιν, Επίκουρος Καθηγητής Γεωλογικών, Περιβαλλοντικών και Πλανητικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο Μπράουν και επικεφαλής της μελέτης, σημειώνει, σε σχετική ανακοίνωση, ότι αναζήτησε συγκεκριμένα δείγματα που φαινόταν να προέρχονται από ηφαιστειακό πέτρωμα του μανδύα της Σελήνης. «Επιδίωκα να βρω θείο με υφή που να υποδηλώνει ότι προήλθε από την έκρηξη του πετρώματος και δεν προστέθηκε μέσω διαφορετικής διαδικασίας».
Οι ερευνητές δίνουν δύο πιθανές εξηγήσεις γι’ αυτή τη διαφοροποίηση που εντόπισαν στη Σελήνη σε σχέση με τη Γη. Θα μπορούσαν να είναι κατάλοιπα χημικών διεργασιών που έλαβαν χώρα στη Σελήνη στις αρχές της Ιστορίας της, καθώς η μειωμένη αναλογία S33 παρατηρείται όταν το θείο αλληλοεπιδρά με την υπεριώδη ακτινοβολία σε μια οπτικά αραιή ατμόσφαιρα. Πιστεύεται ότι η Σελήνη είχε μια μικρής διάρκειας ατμόσφαιρα στην αρχή της Ιστορίας της, που θα μπορούσε να υποστηρίξει αυτή την αλληλεπίδραση.
Η δεύτερη πιθανότητα είναι αυτή η διαφοροποίηση να σχετίζεται με την επικρατέστερη εξήγηση για τη δημιουργία της Σελήνης, σύμφωνα με την οποία ένα ουράνιο σώμα, περίπου ίδιου μεγέθους με τον Άρη, γνωστό ως «Θεία» (Theia) συγκρούστηκε με την αρχέγονη τότε Γη και τα συντρίμμια από τη σύγκρουση συνενώθηκαν και σχημάτισαν τη Σελήνη. Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι είναι πιθανό η σύσταση του θείου του ουράνιου αυτού σώματος, να ήταν πολύ διαφορετική από της Γης, και αυτές οι διαφορές να έχουν καταγραφεί στον μανδύα της Σελήνης.
Δεν είναι σαφές ποια από τις δύο εξηγήσεις είναι η σωστή, ωστόσο οι ερευνητές τονίζουν ότι περαιτέρω μελέτη των ισοτόπων θείου από τον Άρη και άλλα ουράνια σώματα, θα βοηθήσει κάποτε τους επιστήμονες να βρουν την απάντηση.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «JGR: Planets».