ماه بخشی از کره زمین را در خود دارد!

بین ماه و زمین یک نیروی گرانشی خاص وجود دارد که این نیرو در مدار سیاره زمین منجر به حرکت اقیانوس‌ها و به وجود آمدن جزر و مد می‌شود. در صورت عدم وجود ماه، این جزر و مد اقیانوس‌ها ۳ برابر می‌شد و ارتفاع اقیانوس‌ها نیز تغییر می‌کرد. برآمدگی آب در بخش‌های استوایی زمین نیز در اثر وجود کشش گرانشی ماه ایجاد می‌شود و اگر این نیروی کششی وجود نداشته باشد، آب درون اقیانوس‌ها به سمت قطب شمال و جنوب حرکت کرده و سبب ذوب شدن یخ‌های قطبی می‌شد.

این موضوع می‌توانست باعث از بین رفتن تعادل دمایی زمین و تغییرات شدید آب و هوایی شود. نبودن ماه همچنین می‌توانست تاثیرات دیگری مانند وجود تابستان‌های بسیار آتشین و زمستان‌های بسیار یخبندان، از بین رفتن طول شبانه روز، عدم وجود فصل‌ها و بسیاری از مشکلات دیگر را در پی داشته باشد. بنابراین وجود این قمر برای سیاره ما بسیار سودمند است.

چگونگی پیدایش ماه

هیچ سیاره­‌ای به جز زمین در منظومه خورشیدی وجود ندارد که نسبت بزرگی آن با قمرهایش قابل مقایسه با نسبت زمین و ماه باشد. اندازه ماه کمی بیش از یک چهارم زمین است. دانشمندان با توجه به تاثیرگذار بودن این قمر خارق‌العاده بر روی سیاره زمین، بسیار علاقه‌مند هستند که بدانند ماه دقیقا چگونه به وجود آمده است. چگونگی پیدایش ماه از آن دسته موضوعاتی است که درباره‌ی آن بحث بسیاری شده، اما تاکنون هیچ پاسخ قطعی به آن داده نشده است. بسیاری از قمرهای سایر سیاره‌ها، مانند سنگ‌های سیب زمینی شکلی که به دور مریخ می‌چرخند، در واقع سیارک‌های تسخیر شده هستند.

برای توضیح چگونگی پیدایش ماه نظریه‌های فراوانی ارائه شده است، اما اکثر دانشمندان بر این باورند که داستان منشأ ماه، داستان آتش و خشم است: طی برخورد زمین اولیه با یک جسم بزرگ، قسمت‌های بزرگی از سیاره ما جدا شده و از مواد جدا شده کره­ ماه تشکیل شده است.

براساس این فرضیه­­، در مرحل­ه‌ی ابتدایی تشکیل سیارات، یکی از آن­‌ها به نام Theia، یعنی مریخ اولیه که اندکی بزرگتر از مریخ کنونی بود، با سیاره­‌ای دیگر به نام Gaia، یعنی زمین کنونی ما، برخورد می‌کند. در اثر این برخورد، مقدار زیادی از مواد پوسته این دو سیاره به مدار دور زمین پرتاب شده و کمتر از صد سال ماه را تشکیل داده‌اند. این فرضیه می‌گوید که تمامی این اتفاق‌ها حدود 4.5 میلیارد سال پیش رخ داده‌ است.

جامعه بشری تاکنون توانسته ۷۳ مأموریت فضایی به سوی ماه انجام دهد. عواملی مانند تغییرات دمایی زیاد بر سطح ماه، تابش‌های زیان بار کیهانی و بارش انواع شهاب‌سنگ‌ها، سبب شده اسکان انسان در ماه با دشواری‌هایی روبه‌رو شود. با این حال، پژوهشگران آژانس فضایی ژاپن، حفره‌ای گدازه‌ای در کره ماه را کشف کردند که به باور آن‌ها این حفره مکانی مناسب برای ساخت اقامتگاه‌های فضایی در آینده‌ای نه چندان دور خواهد بود. ماه تنها کره خارج از زمین است که انسان‌ها بر آن گام نهاده‌اند. با توجه به این سفرهای بشر به کره ماه، اکنون، ما شواهد جدیدی در مورد جزئیات تولد این قمر منحصربه‌فرد داریم.

ایزوتوپ‌های گازهای نجیب هلیم و نئون که در شهاب‌سنگ‌های قمری بازیابی شده از قطب جنوب به دام افتاده‌اند، با آن‌هایی که در بادهای خورشیدی یافت می‌شوند، بدون اینکه هرگز در معرض آن قرار گرفته باشند، مطابقت دارند. این موضوع همراه با غلظت مشخصی از ایزوتوپ آرگون، نشان می‌دهد که این گازها از طریق زمین به ماه به ارث رسیده‌اند (زمانی که این دو جسم در مدت‌ها قبل یکی بودند.)

پاتریزیا ویل، کیهان‌شناس سابق از ETH زوریخ در سوئیس، اکنون در دانشگاه واشنگتن می‌گوید: «پیدا کردن گازهای خورشیدی برای اولین بار در مواد بازالتی از ماه که به هیچ گونه قرار گرفتن در سطح ماه ارتباطی ندارند، کشف هیجان‌انگیزی بود.»

سنگ‌های ماه

مطالعه مستقیم ترکیبات ماه یک کار پیچیده و دشوار است. ما از سال 1972 به بعد دیگر به ماه سفری نداشته‌ایم و نمونه‌های جمع آوری شده از سفر‌های پیشین بسیار ناشناخته و محدود هستند. با این حال، ماه گهگاهی قطعاتی از خود را به شکل شهاب‌سنگ‌هایی به سمت ما پرتاب می‌کند.

دسته‌ای از این شهاب‌سنگ‌های قمری یا لونیت‌ها کشف شده‌اند. شهاب‌سنگ قمری، شهاب‌سنگی است که می‌دانیم منشأ آن در ماه است. برخورد شهاب سنگی با ماه معمولاً به عنوان پدیده گذرای ماه طبقه بندی می‌شود. اکثر این شهاب‌سنگ‌های قمری توسط برخوردهایی که دهانه‌های قمری به قطر چند کیلومتر یا کمتر ایجاد می‌کنند، از ماه به سطح زمین پرتاب می‌شوند

صدها مورد از این شهاب سنگ‌ها امروزه در سراسر جهان یافت شده‌اند؛ اما موضوع مطالعه ویل و همکارانش تنها شش قطعه از این شهاب سنگ هاست که از قطب جنوب به دست آمده‌اند. این قطعات همگی بخشی از همان شهاب‌سنگ اصلی هستند و از نوع بسیار خاصی از سنگ بازالت تشکیل شده‌اند که از یک دشت آتشفشانی روی ماه به وجود آمده است.

این سنگ زمانی تشکیل شد که ماگما از داخل ماه به سمت بالا فوران کرد و به سرعت سرد شده و سپس توسط لایه‌های بیشتری از بازالت پوشانده شد. طی تمامی این حوادث، از محیط اطراف در برابر پرتوهای کیهانی و باد خورشیدی محافظت شد. هنگامی که بازالت شروع به سرد شدن کرد، ذرات شیشه آتشفشانی تشکیل شدند، متبلور شدند، و در زیر سطح ماه باقی ماندند.

سنگ‌های تشکیل شده در جای خود ثابت بودند تا زمانی که طی یک برخورد شدید با جرمی آسمانی، سنگ‌های ماه به سمت زمین پرتاب شدند. چنین برخوردی با سطح ماه نسبتاً بزرگ بوده که توانسته به اعماق سطح این قمر رفته و به سنگی برسد که چندین سال در معرض هیچ تماسی قرار نگرفته بود.

برای یافتن اسرار سنگ‌های اعماق ماه، تیم تحقیقاتی با استفاده از یک طیف‌سنج جرمی گاز نجیب در آزمایشگاه زوریخ ETH، ترکیبات شهاب‌سنگ‌های قمری را مورد مطالعه قرار دادند. این ابزار یکی از قدرتمندترین ابزارهای طیف‌سنجی در جهان است و به گفته محققان، تنها ابزاری است که قادر به تشخیص ترکیبات سنگ‌های قمری است. تیم تحقیقاتی دریافت که ذرات شیشه زیر میلی‌متری در بازالت، نشانه‌های ایزوتوپی هلیوم و نئون را مانند کپسول‌های زمانی کوچک در خود حفظ کرده‌اند.

این امضاها مانند باد خورشیدی بودند، اما در فراوانی بسیار بالاتر از حد انتظار شناسایی شدند. از آنجایی که بازالت در معرض باد خورشیدی قرار نگرفته بود، گازها باید از جای دیگری می‌آمدند. این تیم دریافت که نسبت ایزوتوپی نئون در شهاب‌سنگ‌های قمری، بسیار شبیه به نسبت ایزوتوپی نئون در توده‌های گوشته زمین است.

محققان نتیجه گرفتند که این شباهت نشان دهنده این است که گازهای موجود در ماه از زمین به آنجا منتقل شده‌اند. این کشف ممکن است موجب علاقه‌مندی مجدد دانشمندان به مطالعه گازهای نجیب در شهاب‌سنگ‌های قمری شود. همچنین این شباهت می‌تواند منجر شود محققان نگاهی دقیق‌تر به موارد دیگری که ممکن است در دیگر سنگ‌های ماه محبوس شده باشد بیاندازند و عناصر و گازهای جدیدی را درون آن‌ها کشف کنند.

هنر باسمن (Henner Busemann) ژئوشیمیدان از ETH زوریخ می‌گوید: «در حالی که چنین گازهایی برای زندگی ضروری نیستند، جالب است بدانیم چگونه برخی از این گازهای نجیب از فرایند خشن شکل‌گیری ماه جان سالم به در بردند.» چنین دانشی ممکن است به دانشمندان در زمینه ژئوشیمی و ژئوفیزیک کمک کند تا مدل‌های جدیدی ایجاد کنند که به طور کلی نشان می‌دهد چگونه چنین عناصر فراری می‌توانند طی شکل‌گیری سیاره‌ها در منظومه شمسی و فراتر از آن زنده بمانند.

منبعsciencealert