قبل وقت طويل من وصول بعثات أبولو إلى القمر ، كانت الأقمار الصناعية الوحيدة على الأرض هي النقطة المحورية للاهتمام والبحث المكثف. ولكن بفضل عينات الصخور القمرية التي أعادها رواد فضاء أبولو إلى الأرض ، تمكن العلماء من إجراء العديد من الدراسات لمعرفة المزيد عن تكوين القمر وتاريخه. كان أحد أهداف البحث الرئيسية هو تحديد مقدار العناصر المتطايرة التي يمتلكها القمر.
جوهر هذا هو تحديد كمية المياه التي يمتلكها القمر ، وما إذا كان يحتوي على باطن 'رطب'. إذا كان القمر يحتوي على مصادر مياه وفيرة ، فسوف يجعل إنشاء البؤر الاستيطانية هناك يومًا ما أكثر جدوى. ومع ذلك ، وفقًا لدراسة جديدة قام بها فريق دولي من الباحثين ، من المحتمل أن يكون الجزء الداخلي من القمر جافًا جدًا ، وقد استنتجوا ذلك بعد دراسة سلسلة من عينات الصخور القمرية 'الصدئة' التي تم جمعها بواسطة أبولو 16 بعثة.
الدراسة بعنوان ' إطلاق الغازات الصخرية في المرحلة المتأخرة من قمر متقلب مستنفد '، ظهر مؤخرًا فيوقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. بقيادة جيمس إم دي داي أوف ذا معهد سكريبس لعلوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ، تم تمويل بحث الفريق من قبل ناسا العوالم الناشئة البرنامج - الذي يمول البحث في تكوين النظام الشمسي والتطور المبكر.
تم الحصول على موقع جمع 66095 (أسفل اليسار) وعينة صخرة قمرية 'Rusty Rock' هناك (في الوسط). الائتمان: ناسا
يعد تحديد مدى ثراء القمر من حيث العناصر والمركبات المتطايرة - مثل الزنك والبوتاسيوم والكلور والماء - أمرًا مهمًا لأنه يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية تشكل القمر والأرض وتطورهما. النظرية الأكثر قبولًا هي أن القمر هو نتيجة 'تكوين كارثي' ، حيث يوجد جسم بحجم المريخ (يُسمى ثيا ) مع الأرض منذ حوالي 4.5 مليار سنة.
في نهاية المطاف ، اتحد الحطام الناتج عن هذا الاصطدام ليشكل القمر ، والذي ابتعد بعد ذلك عن الأرض ليتخذ مداره الحالي. وفقًا لهذه النظرية ، كان سطح القمر عبارة عن محيط من الصهارة خلال تاريخه المبكر. ونتيجة لذلك ، فإن العناصر والمركبات المتطايرة داخل وشاح القمر قد استُنفدت ، بنفس الطريقة التي استُنفد بها الوشاح العلوي للأرض من هذه العناصر.
كما أوضح دكتور داي في معهد سكريبس بيان صحفي :
'لقد كان سؤالًا كبيرًا ما إذا كان القمر رطبًا أم جافًا. قد يبدو شيئًا تافهًا ، لكن هذا مهم جدًا في الواقع. إذا كان القمر جافًا - كما اعتقدنا منذ 45 عامًا تقريبًا ، منذ بعثات أبولو - فسيكون ذلك متسقًا مع تشكل القمر في نوع من أحداث التصادم الكارثي الذي شكله '.
صورة ضوئية مستقطبة لجزء من الجزء الداخلي من 'صخرة صدئة' القمرية. الائتمان: ناسا
من أجل دراستهم ، فحص الفريق صخرة قمرية تسمى ' 66095 محمد عوض علي 'لتحديد المحتوى المتقلب لداخل القمر. حيرت هذه الصخور العلماء منذ أن أعيدوا إليها لأول مرة بواسطةأبولو 16مهمة في عام 1972. الماء هو عنصر أساسي في الصدأ ، مما دفع العلماء إلى استنتاج أن القمر يجب أن يكون مصدرًا محليًا للمياه - وهو أمر بدا غير محتمل ، بالنظر إلى الغلاف الجوي الهش للغاية للقمر.
باستخدام تحليل كيميائي جديد ، حدد داي وزملاؤه مستويات الزنك الخفيف (Zn66) والكلور الثقيل (Cl37) وكذلك مستويات المعادن الثقيلة (اليورانيوم والرصاص) في الصخر. كان الزنك هو العنصر الأساسي هنا ، لأنه عنصر متطاير كان سيتصرف إلى حد ما مثل الماء في ظل الظروف شديدة الحرارة التي كانت موجودة أثناء تكوين القمر.
في النهاية ، يدعم توفير المواد المتطايرة والمعادن الثقيلة في العينة النظرية القائلة بأن التخصيب المتطاير لسطح القمر حدث نتيجة لتكثيف البخار. بعبارة أخرى ، عندما كان سطح القمر لا يزال محيطًا من الصهارة الساخنة ، تبخرت المواد المتطايرة وهربت من الداخل. بعد ذلك تكثف بعضها وترسبت مرة أخرى على السطح عندما تبرد وتتصلب.
هذا من شأنه أن يفسر الطبيعة الغنية بالتطاير لبعض الصخور على سطح القمر ، وكذلك مستويات الزنك الخفيف في كل من عينات Rusty Rock والخرز الزجاجي البركاني المدروس سابقًا. في الأساس ، تم إثراء كلاهما بالمياه والمواد المتطايرة الأخرى بفضل إطلاق الغازات الشديدة من داخل القمر. ومع ذلك ، فإن هذه الظروف نفسها تعني أن معظم المياه الموجودة في وشاح القمر قد تبخرت وفقدت في الفضاء.
صورة الأشعة تحت الحمراء القريبة لسطح القمر بواسطة Moon Mineralogy Mapper التابع لوكالة ناسا في مهمة Chandrayaan-1 التابعة لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية
رصيد الصورة: ISRO / NASA / JPL-Caltech / Brown Univ./USGS
يمثل هذا نوعًا من التناقض ، حيث يوضح كيف تشكلت الصخور التي تحتوي على الماء في جزء داخلي جاف جدًا من القمر. ومع ذلك ، مثل اليوم مبين ، يقدم شرحًا سليمًا للغز القمري الدائم:
'أعتقد أن Rusty Rock كان يُنظر إليه لفترة طويلة على أنه نوع من هذا الفضول الغريب ، ولكن في الواقع ، يخبرنا بشيء مهم جدًا عن الجزء الداخلي من القمر. هذه الصخور هي الهدايا التي تستمر في العطاء لأنه في كل مرة تستخدم فيها تقنية جديدة ، هذه الصخور القديمة التي جمعها باز ألدرين ونيل أرمسترونج وتشارلي ديوك وجون يونج ورواد فضاء أبولو ، تحصل على هذه الأفكار الرائعة '.
تتناقض هذه النتائج مع الدراسات الأخرى التي تشير إلى أن الجزء الداخلي من القمر رطب ، وقد أجرى باحثون في إحدى هذه الدراسات مؤخرًا جامعة براون . من خلال الجمع بين البيانات المقدمة من قبل شاندرايان -1 و ال مركبة استطلاع القمر (LRO) مع الملامح الحرارية الجديدة ، خلص فريق بحث براون إلى وجود الكثير من المياه داخل الرواسب البركانية على سطح القمر ، مما قد يعني أيضًا وجود كميات هائلة من المياه في باطن القمر.
بالنسبة لهؤلاء ، أكد داي أنه في حين أن هذه الدراسات تقدم دليلًا على وجود الماء على سطح القمر ، إلا أنها لم تقدم بعد تفسيرًا قويًا للآليات التي ترسبها على السطح. تتعارض دراسة داي وزملائه أيضًا مع الدراسات الحديثة الأخرى ، التي تدعي أن مياه القمر جاءت من مصدر خارجي - إما عن طريق المذنبات الذي أودعها ، أو من الأرض أثناء تكوين نظام الأرض والقمر.
تشير دراسات أخرى إلى أن الأدلة من الرواسب البركانية القديمة تشير إلى أن الصهارة القمرية تحتوي على كميات كبيرة من الماء ، مما يشير إلى وجود الماء في الداخل. الائتمان: أولغا بريليبكو هوبر
أولئك الذين يعتقدون أن المذنبات ترسبت المياه القمرية يستشهدون بأوجه التشابه بين نسب الهيدروجين إلى الديوتيريوم (المعروف أيضًا باسم 'الهيدروجين الثقيل') في عينات أبولو الصخرية القمرية والمذنبات المعروفة. من ناحية أخرى ، يشير أولئك الذين يعتقدون أن مياه القمر جاءت من الأرض إلى التشابه بين نظائر الماء على كل من القمر والأرض.
في النهاية ، هناك حاجة إلى إجراء بحث مستقبلي لتأكيد مصدر كل مياه القمر ، وما إذا كانت موجودة داخل الجزء الداخلي من القمر أم لا. لتحقيق هذه الغاية ، تجري كاري ماكنتوش إحدى طالبات الدكتوراة في داي أبحاثها الخاصة في الخرز الزجاجي القمري وتكوين الرواسب. هذه وغيرها من الدراسات البحثية يجب أن تحسم الجدل في وقت قريب بما فيه الكفاية!
وليست لحظة مبكرة ، مع الأخذ في الاعتبار أن العديد من وكالات الفضاء تأمل في بناء قاعدة قمرية في العقود القادمة. إذا كانوا يأملون في الحصول على إمدادات ثابتة من المياه لإنتاج الهيدرازين (وقود الصواريخ) وزراعة النباتات ، فسوف يحتاجون إلى معرفة ما إذا كان يمكن العثور عليه وأين يمكن العثور عليه!
قراءة متعمقة: جامعة كاليفورنيا سان دييغو و PNAS