سنگ‌های مأموریت چانگ‌ای ۵ جوان‌ترین نمونه‌های قمری دیده‌شده تاکنون هستند
مواد مذاب آتشفشانی ۱/۹۷ میلیارد سال پیش هنوز روی سطح ماه جریان داشت و اکنون سنگ‌هایی داریم که این موضوع را اثبات می‌کنند. این یافته حاصل تلاش جدید تیمی بین‌المللی از دانشمندان سیاره‌ای است که به‌تازگی در نشریه ساینس منتشر شده است.
سه دانشمند از دانشگاه منچستر انگلستان به‌همراه پژوهشگرانی از چین، استرالیا، سوئد و ایالات متحده، نمونه‌هایی از ماه را مطالعه کردند که سازمان ملی فضایی چین در مأموریت چانگ‌ای ۵ جمع‌آوری کرده بود.
چانگ‌ای ۵ مأموریتی غیرسرنشین‌دار شامل سطح‌نشینی رباتیک بود که دسامبر ۲۰۲۰ در سمت نزدیک یا پیدای ماه فرود آمد. چینی‌ها در این سفر فضایی که نخستین مأموریت جمع‌آوری نمونه پس از مأموریت لونا ۲۴ شوروی در سال ۱۹۷۶ بود، ۱/۷ کیلوگرم سنگ قمری به زمین آوردند.
هدف مأموریت چانگ‌ای ۵ یافتن شواهد از برخی از جوان‌ترین فوران‌های آتشفشانی در ماه بود. دانشمندان پیش‌تر توانسته بودند با مطالعه شماری از دهانه‌های برخوردی روی سطح قمری، وجود سنگ‌های آتشفشانی جوان روی ماه را پیش‌بینی کنند؛ اما بدون داشتن نمونه برای بررسی، تأیید این موضوع غیرممکن بود.
تجزیه‌وتحلیل نمونه‌ها با استفاده از ابزار ریزکاوشگر یونی حساس با وضوح بالا (Shrimp) در مرکزی به همین نام در پکن چین انجام شد. بدین‌منظور، اول مواد طبقه‌بندی شدند. پژوهشگران چینی چندین قطعه ریز بازالت (سنگ آتشفشانی) با اندازه تقریبا دو میلی‌متر را به‌صورت دستی برای بررسی انتخاب کردند. سپس، تجزیه‌وتحلیل‌های آزمایشگاهی برپایه تکنیک‌های ایجادشده در دهه ۱۹۷۰ برای بررسی نخستین نمونه‌های آپولو انجام شد.
پژوهشگران از ابزار شریمپ برای تعیین عمر قطعات بازالت استفاده کردند
فرایند تعیین عمر سنگ‌ها پیچیده بود؛ اما پژوهشگران دراصل جریانی متمرکز از ذرات باردار را برای بیرون‌راندن مواد از فازهای معدنی مختلف در سنگ‌ها به‌کار گرفتند و سپس این مواد خارج‌شده را تجزیه‌وتحلیل کردند. درنهایت، وقتی آن‌ها توانستند سن فوران گذاره‌ها را ۱/۹۷ میلیارد سال تعیین کنند، نتیجه تلاش‌هایشان به‌ثمر نشست. سنگ‌های جدید یک‌میلیارد سال کامل جوان‌تر از تمام گدازه‌های بازالتی سن‌سنجی‌شده ماه در گذشته هستند.
راز علمی جدید
بسیاری از فوران‌های آتشفشانی در طول تاریخ زمین‌شناسی ماه روی سطح آن به‌وقوع پیوستند و ورقه‌های بزرگی از سنگ بازالت را شکل دادند که با نام «دریاوار» شناخته می‌شوند. با نگاه به ماه، می‌توان این دریاوارها را به‌شکل لکه‌های تیره‌رنگ دید.
بااین‌حال، اغلب فعالیت آتشفشانی ماه بین سه و چهار میلیارد سال پیش رخ داد. دانشمندان سیاره‌ای با سن‌یابی بازالت‌های مجموعه سنگ‌های آپولو و لونا و شهاب‌سنگ‌های نشئت‌گرفته از ماه، این موضوع را تأیید کردند؛ اما تابه‌امروز، سنگ‌های آتشفشانی جوان‌تر پیش‌بینی‌شده ازطریق مطالعات شمارش دهانه‌ها، در هاله‌ای از ابهام باقی مانده بودند.
چانگ‌ای ۵ آذر سال گذشته روی ماه فرود آمد و نمونه‌های قمری را به زمین آورد
برای آنکه فوران آتشفشانی رخ بدهد، لازم است گرما درون جرم وجود داشته باشد تا مواد مذاب درگیر در این فرایند تولید شوند. برای جرمی به‌اندازه ماه، تصور می‌شد که این گرما مدت‌ها قبل از فوران‌ها در دومیلیارد سال قبل از دست رفته بود.
راز علمی جدید این است که چگونه جرم سیاره‌ای سنگی کوچکی همچون ماه توانسته بود گرمای درونی کافی برای تداوم تولید فوران‌های آتشفشانی تا ۲/۵ میلیارد سال پس از شکل‌گیری در ۴/۵ میلیارد سال پیش را حفظ کند. داستان از چه قرار است؟
دانشمندان پیش‌تر اشاره کرده بودند که غلظت‌های فراوان عناصر رادیواکتیو درون ماه ممکن است مواد سنگی درون آن را ذوب کرده باشد؛ اما ترکیبات نمونه‌ها نشان می‌دهد که رادیواکتیو در این نمونه نیروی محرکه نبوده است. باید دید آیا به‌اصطلاح گرمایش کشندی می‌توانست ایفاگر نقش باشد یا نه. در این حالت، گرما درون ماه دراثر کشش و فشار ناشی از گرانش بین ماه و زمین و خورشید به‌وجود می‌آید.
مقاله‌های مرتبط:تداوم بلندپروازی‌های چین در فضا: مأموریت چانگ ای ۵ با موفقیت پرتاب شدچین نمونه‌های خاک ماه را به زمین آورد
در حالت دیگر، ممکن است جنبه‌ای منحصربه‌فرد از ترکیب گوشته ماه احتمالا به کاهش دمای ذوب منجر شده باشد و بدین‌ترتیب چگونگی تشکیل مواد مذاب را توضیح دهد. دانشمندان همچنان در حال بررسی نمونه‌ها هستند و تلاش می‌کنند تا پاسخ این معما را دریابند.
تجزیه‌وتحلیل نمونه‌ها از مأموریت‌های آپولو در اوایل دهه ۱۹۷۰ درک ما از میزان پویایی منظومه شمسی و چگونگی تشکیل و تکامل سیاره‌ها را متحول کرد. اکنون باردیگر این مطالعه جدید ارزش علمی شگفت‌انگیز بازگرداندن نمونه‌ها از دیگر اجرام سیاره‌ای برای رمزگشایی از اسرارشان در آزمایشگاه‌های زمینی را ثابت می‌کند.
از همه مهم‌تر، تأیید اعتبار رویکرد شمارش دهانه با نمونه‌های قمری تأثیرات آتی مهمی برای سن‌سنجی سطوح دیگر سیاره‌هایی دارد که هنوز از رویشان نمونه جمع‌آوری نکرده‌ایم؛ نظیر مریخ و زهره و عطارد. بازگرداندن نمونه از این اجرام، درک ما از منظومه شمسی را به‌طور گسترده‌تر افزایش خواهد داد.
تجزیه‌وتحلیل سنگ‌های آتشفشانی مأموریت چانگ‌ای ۵ تأیید می‌کند که ماه به‌مدت بسیار طولانی‌تری از آنچه از اندازه‌اش برمی‌آید، از نظر آتشفشانی فعال باقی مانده بود.