نقد و بررسی ابهام در منشاء تنها قمر زمين

[moein_13 528]

ابهام در منشاء تنها قمر زمين

 

 

هرچند سال گذشته مشخص شد كه ماه آب دارد، اما بررسي دوباره نمونه‌هاي جمع‌آوري شده در ماموريت‌هاي آپولو نشان داده كه زير پوسته ماه نيز مرطوب است و منشاء شكل گيري ماه نمي‌تواند برخورد جسمي با زمين باشد.

محمود حاج‌زمان: لري تيلور همواره مي‌گفت كه اگر زماني در ماه آب پيدا شود، اسمش را عوض خواهد كرد! اما وي هيچ‌گاه انتظار نداشت كه تحقيقات خودش روزي اين حقيقت را برملا كند.

به گزارش نيچر، سنگ‌شناس دانشگاه تنسي در اولين كنفرانس علوم سياره‌اي و قمري كه در سال 1970 / 1349 برگزار شد، تنها 32 سال سن داشت. در آن كنفرانس همكاران وي نتايج بررسي‌هاي خود را از صخره‌هاي ماه، كه در سال قبل از آن و طي ماموريت آپولو 11 جمع‌آوري شده بود، تشريح كردند. آنچه كه تيلور در نمونه‌ها ديد، تنها آهن فلزي خالص بود. اين نكته نشان مي‌داد كه هيچ آبي در محيط اطراف وجود ندارد كه باعث زنگ‌زدن آهن شود. ساير نتايج نيز منجر به شكل‌گيري يك مرز بين دانشمندان شد: ماه كاملا خشك است و هميشه هم همين‌طور بوده‌است.

چهل سال بعد و در همان كنفرانس ساليانه كه اين دفعه در هيوستون تگزاس برگزار مي‌شد، تيلور و همكارانش اعلام كردند كه آنها تمام اين مدت را اشتباه مي‌كردند. در گردهمايي هفته گذشته، سه گروه مختلف شواهدي را عرضه كردند كه نشان مي‌داد بلور‌هاي موجود در صخره‌هاي آتشفشاني جمع‌آوري شده توسط فضانوردان آپولو، حاوي مقدار زيادي آب، در حد چند هزار قسمت در ميليون است.

ماه خشك، ماه آبدار

اين يافته‌ها هنگامي‌كه به آب يخ‌زده سطح ماه نگاه بياندازيم معناي بيشتري پيدا مي‌كند. وجود آب در سطح ماه در سال گذشته، توسط ماهواره ال‌كراس ناسا و سفينه چاندرايان1 هند كشف شد. مطالعات جديد بر روي نمونه‌هاي آپولو، نشانه‌هايي را از آنچه كه درون ماه به انتظار ما نشسته‌است فراهم مي‌كند.

نتايج جديد نشان مي‌دهد كه درون ماه همواره حاوي آب بوده‌است. اين مطلب نظريه‌هايي را كه درباره شكل‌گيري ماه طي يك برخورد آتشين و سرد شدن يكباره جسم آن است، به چالش مي‌كشد. نتايج همچنين نشان مي‌دهد كه نقش دنباله‌دارها در انتقال آب به ماه، بسيار مهم‌تر از آن چيزي است كه دانشمندان در گذشته تصور مي‌كردند.

ليندا الكينز از ماه‌شناسان انستيتو فناوري ماساچوست، MIT، مي‌گويد: «يافته‌هاي جديد يك انقلاب محسوب مي‌شود.»

به گفته تيلور، نخستين شواهد درباره رطوبت درون ماه در سال 2008 / 1387 منتشر شد. در آن زمان محققان مقادير ناچيزي آب را در خرده‌هاي آبگينه آتشفشاني به‌دست آمده از ماموريت آپولو پيدا كردند. اين كار به كمك پيشرفت طيف‌نگارهاي يوني حاصل شد كه مي توانستند چنين حجم اندكي از آب را نمايان سازند.

اگرچه نمونه‌هاي آتشفشاني شواهدي را دال بر وجود آب در داخل ماه ارائه مي‌كردند، اما اين شواهد محدوديت‌هايي داشتند. اين نمونه‌ها در فوران‌هاي آتشين شكل گرفته‌اند كه مشخصا شيمي آنها را تغيير داده‌است. در نتيجه آنها نماينده‌هايي نامطمئن براي صخره‌هاي درون ماه هستند.

منبع آب چيست؟

اما اكتشافات جديد درباره آب، مربوط به يك منبع كاملا متفاوت است. بلورهاي معدني ريز بازالت تيره، كه در درياهاي ماه پيدا شده است. اين بلورها در دشت‌هاي وسيع گدازه آتشفشاني كه زماني اين درياها را پر كرده بود، شكل گرفته‌اند و حاوي مقادير بسيار بيشتري آب نسبت به خرده‌هاي آبگينه هستند.

به گفته تيلور، به دليل شكل‌گيري بازالت در شرايط آرام‌تر نسبت به فوران‌هاي آتشين ايجاد كننده آبگينه‌ها، برآورد مقدار آب موجود در زير پوسته ماه را با استفاده از اين صخره‌ها راحت‌تر و مطمئن‌تر است.

سه گروه تحقيقاتي به نتايج متفاوتي درباره مقدار آب گذشته ماه رسيدند، اما همه آنها پيش‌بيني مي‌كنند كه آب درون ماه، ده‌ها هزار برابر بيشتر از مقداري است كه در گذشته تصور مي‌شد. با اين وجود، مقدار اين آب هنوز كمتر از زمين است.

يك ماه با چنين رطوبتي مي‌تواند يك محيط فعال‌تر باشد. آب نقطه ذوب پوسته صخره‌اي را كاهش مي‌دهد و شكل‌گيري ماگما را آسان‌تر مي‌سازد. آب همچنين امكان جابه‌جايي صخره‌ها را درون ماه فراهم مي‌كند. اين نكته به ماه اجازه مي‌دهد كه سريع‌تر از آنچه كه دانشمندان در گذشته فكر مي‌كردند سرد شود و مي‌تواند پاسخي براي برخي از معماهاي زمين‌شناسي ماه باشد.

يكي از گروه‌هاي تحقيقاتي مدركي از منشاء آب پيدا كرده‌است. جيمز گرين‌وود از دانشگاه وسليان كنتاكي كشف كرده‌است كه آب موجود در ماه، داراي نسبت دوتريم يا هيدروژن سنگين به مراتب بالاتري در مقايسه با آب موجود در زمين است. نسبت كشف شده براي ماه، مشابه اين نسبت براي دنباله‌دارها است.

معماي پيچيده

نسبت دوتريم موجود در آب ماه يك شگفتي محسوب مي‌شود. تصور مي‌شد كه ماه در اثر برخورد يك جسم با اندازه‌هاي مريخ به زمين، اندكي پس از شكل‌گيري آن به وجود آمده باشد. در اثر اين برخورد بخشي از سياره ذوب شد و صخره‌هاي گداخته‌اي را به فضا پرتاب كرد كه در نهايت به يكديگر پيوسته و در اثر سخت شدن، ماه را به‌وجود آوردند. اين تصوير به اين معنا است كه زمين و ماه بايد نسبت مشابهي از آب سنگين داشته باشند.

اما تركيب به مراتب سنگين‌تر آب موجود در نمونه‌هاي ماه، محققان را مجبور كرده‌است كه به دنبال توضيحات جديدتري باشند. به گفته تيلور يك ايده اين است كه دسته‌اي از دنباله‌دارها، اندكي پس از برخورد اوليه كه باعث شكل‌گيري ماه شد، به آن برخورد كرده‌اند. دنباله‌دارها با زمين نيز برخورد كرده‌اند اما به دليل اينكه سياره جوان حاوي منابع آب بسيار بيشتري بود، آب سنگين موجود در دنباله‌دارها نتوانست تاثير زيادي بر تركيب آب زمين بگذارد.

يك گزينه ديگر اين است كه گرماي حاصل از برخورد، آب سبك‌تر موجود در ماه را تبخير كرده و باعث غني شدن آب سنگين ماه شده است. شايد هم جسم برخورد كننده خود حاوي مقادير عظيمي از آب سنگين بوده‌است.

الكينز مي‌گويد: «همه اينها ممكن است منجر به تجديد نظر در نظريه برخورد كننده غول‌پيكر شود.»

اما هنوز براي چنين كاري زود است. نتايج مربوط به آب سنگين مي‌تواند تنها نشان‌دهنده يك غني‌شدگي نقطه‌اي باشد. چنين چيزي به عنوان مثال مي‌تواند مربوط به نمونه‌گيري از محل برخورد يك دنباله‌دار باستاني باشد. همچنين برخي از محققان هنوز متقاعد نشده‌اند كه آنطور كه نمونه‌هاي جديد اشاره مي‌كند، ماه يك محيط مرطوب باشد.

چيپ شيرر از دانشگاه نيومكزيكو، كلرين موجود در صخره‌هاي آتشفشاني را آناليز كرده‌است. كلرين مي‌تواند اطلاعاتي درباره آب باستاني فراهم كند. به گفته وي، غلظت آب تخمين زده شده توسط سايرين بالاتر از حدي است كه نتايج آزمايشات وي نشان مي‌دهد.

با تمام اين اوصاف به نظر مي‌رسد كه بايد منتظر باشيم و ببينيم كه در آينده چه اتفاقي مي‌افتد. آيا ماه واقعا آبدار است؟!