ارسال دیدگاه
امروز: یکشنبه , ۲۰ مهر , ۱۴۰۴
X
هنگامی که فضانوردان آپولو از ماه بازگشتند، نمونه‌هایی از خاک (رگولیت) و سنگ‌های قمری را با خود آوردند. تجزیه و تحلیل این نمونه‌ها برای همیشه درک ما از نحوه تشکیل و تکامل منظومه زمین-ماه را تغییر داد. به همین ترتیب، نمونه‌های بازگردانده شده توسط برنامه چانگ‌ئی (Chang’e) چین نیز منجر به پیشرفت‌هایی در درک ما از تنها قمر زمین، به‌ویژه “سمت تاریک” آن، شده است. از آنجایی که ماه جرمی است که از نظر کشندی قفل شده (Tidally-locked) است، سمت نزدیک آن دائماً رو به زمین است، در حالی که سمت دور آن (یا “سمت تاریک”) به سمت فضای بیرون قرار دارد.
کشف جدید: سمت دور ماه، سردتر است
بر اساس یافته‌های جدید تیمی از محققان چینی، سمت دور ماه، سردترین سمت آن نیز هست. نتیجه‌گیری آن‌ها بر پایه نمونه‌های بازگردانده شده توسط مأموریت چانگ‌ئی-۶ در سال ۲۰۲۴ است که از دهانه آپولو واقع در حوضه قطب جنوب-آیتکن ماه جمع‌آوری شدند. این تیم پس از تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی نمونه‌ها، تخمین زد که آن‌ها از گدازه‌های عمق گوشته (Mantle) ماه در دمای حدود ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد (۲,۰۱۲ درجه فارنهایت) تشکیل شده‌اند—تقریباً ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد (۲۱۲ درجه فارنهایت) خنک‌تر از نمونه‌های به دست آمده از سمت نزدیک ماه.
این تیم شامل محققانی از مؤسسه تحقیقات زمین‌شناسی اورانیوم پکن (بخشی از شرکت ملی هسته‌ای چین)، دانشگاه پکن، کالج دانشگاهی لندن (UCL) و دانشگاه شاندونگ بودند. نتایج آن‌ها در مقاله‌ای در مجله Nature Geoscience منتشر شد.
بر اساس دهه‌ها اکتشاف رباتیک، مشخص است که سمت دور ماه کوهستانی‌تر و دارای گودال‌های بیشتری نسبت به سمت نزدیک است و آتشفشان‌خیزی کمتری را تجربه کرده است، که منجر به لکه‌های تیره کمتر از سنگ بازالت در این منطقه شده است.
نظریه توزیع نابرابر عناصر رادیواکتیو
در این مطالعه، محققان فرض می‌کنند که گوشته در سمت دور ماه سردتر است؛ زیرا حاوی عناصر کمتری مانند اورانیوم، توریم و پتاسیم است؛ عناصری که در طول فرآیند واپاشی پرتوزای خود، گرما آزاد می‌کنند. روی ماه، این عناصر تمایل دارند در کنار عناصر خاکی کمیاب (REE) و فسفر (P) گرد هم آیند و موادی را تشکیل دهند که دانشمندان از آن به عنوان مواد غنی از KREEP (K نماد شیمیایی پتاسیم است) یاد می‌کنند. تحقیقات پیشین نشان داده بود که این توزیع نابرابر ممکن است ناشی از برخورد عظیمی در سمت دور باشد که این مواد متراکم‌تر را به سمت دیگر ماه هل داده است.
نظریه دیگری حاکی از آن است که ماه در گذشته دو برخورد از ماهک‌هایی (Moonlets) با ترکیبات متفاوت را تجربه کرده که یکی حاوی عناصر رادیواکتیو بیشتری نسبت به دیگری بوده است. فرضیه دیگر این است که کشش گرانشی زمین منجر به افزایش گرما در گوشته سمت نزدیک شده است. همانطور که یانگ لی، استاد گروه علوم زمین و فضایی در UCL دانشگاه پکن، در بیانیه خبری توضیح داد:
«سطح و احتمالاً فضای داخلی سمت نزدیک و سمت دور ماه بسیار متفاوت هستند. این یکی از بزرگترین اسرار ماه است که ما آن را “ماه دو رو” می‌نامیم. مدت‌هاست که یک تفاوت چشمگیر در دمای بین گوشته سمت نزدیک و سمت دور فرضیه‌سازی شده بود، اما مطالعه ما اولین شواهد را با استفاده از نمونه‌های واقعی ارائه می‌دهد.»
روش‌شناسی تجزیه و تحلیل نمونه‌ها
این تیم برای مطالعه خود، ۳۰۰ گرم (~۱۰.۵ اونس) خاک قمری (عمدتاً سنگ بازالت) را که به مؤسسه تحقیقات زمین‌شناسی اورانیوم پکن اختصاص داده شده بود، بررسی کردند. در مجموع، مأموریت چانگ‌ئی-۶ ۱۹۳۵.۳ گرم (~۴.۶ پوند) خاک و سنگ قمری به دست آورد که اولین نمونه‌هایی بودند که تاکنون از سمت دور ماه بازگردانده شده‌اند.
آن‌ها سپس بخش‌های منتخب نمونه را با یک پروب الکترونی نقشه‌برداری کردند تا ترکیب شیمیایی آن‌ها را تعیین کنند. این پروب‌ها پرتوهای متمرکزی از الکترون‌ها را به سمت نمونه شلیک می‌کنند و باعث می‌شوند نمونه، پرتوهای X ساطع کند که برای شناسایی عناصر شیمیایی سازنده آن بررسی می‌شوند.
سپس آن‌ها ایزوتوپ‌های سرب موجود در نمونه‌ها را که توسط واپاشی طبیعی اورانیوم تولید می‌شوند، با استفاده از یک طیف‌سنج جرمی یون ثانویه (SIMS) هدف قرار دادند. این امر به آن‌ها اجازه داد تا تغییرات بسیار ریز در محتوای سرب نمونه‌ها را تشخیص دهند، که بر اساس آن توانستند سنی حدود ۲.۸ میلیارد سال را تخمین بزنند.
در نهایت، این تیم دمایی را که نمونه‌ها در مراحل مختلف تکامل ماه در گوشته تشکیل شده‌اند، تخمین زد. مرحله اول شامل مقایسه نتایج تجزیه و تحلیل مواد معدنی با شبیه‌سازی‌های کامپیوتری بود که دمای تبلور مواد معدنی را تخمین می‌زدند. مرحله دوم استنباط دمای سنگی بود که ذوب شده و دوباره جامد شد تا سنگ بازالتی را که نمونه‌ها از آن به دست آمده‌اند، تشکیل دهد.
تأیید دمای متفاوت با داده‌های ماهواره‌ای
هر دو نتیجه با نمونه‌های سمت نزدیک جمع‌آوری شده توسط مأموریت‌های آپولو مقایسه شدند و هر دو تفاوت دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد (۲۱۲ درجه فارنهایت) را نشان دادند. آن‌ها همچنین با تیمی از دانشگاه شاندونگ همکاری کردند تا دمای سنگ مادر را با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای از محل فرود چانگ‌ئی-۶ تخمین بزنند. این را با داده‌های ماهواره‌ای سمت نزدیک مقایسه کردند، که این بار نیز تفاوت دما را، اما به میزان ۷۰ درجه سانتی‌گراد (۱۵۸ درجه فارنهایت)، نشان داد.
آقای شولین ژو، دانشجوی دکتری در دانشگاه پکن و یکی از نویسندگان این مقاله، گفت: «این یافته‌ها ما را یک گام به درک دو روی ماه نزدیک‌تر می‌کند. آن‌ها به ما نشان می‌دهند که تفاوت‌های بین سمت نزدیک و دور نه تنها در سطح، بلکه تا اعماق فضای داخلی ماه نیز وجود دارد.»
پذیرفته‌شده‌ترین نظریه در مورد تشکیل ماه این است که یک جرم به اندازه مریخ (تیا) حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش با زمین اولیه برخورد کرد، و باعث شد مواد هر دو جرم به ماگمای داغ (بر اساس فرضیه برخورد عظیم) تبدیل شوند. این ماگما با سرد شدن و جامد شدن، به هم پیوست و در نهایت منظومه زمین-ماهی را که امروز می‌بینیم، تشکیل داد. با این حال، مواد KREEP با مواد در حال جامد شدن ناسازگار بودند و برای مدت طولانی‌تری در ماگما باقی ماندند. به جای توزیع یکنواخت در سراسر ماه، به نظر می‌رسد این مواد در سمت نزدیک جمع شده‌اند که احتمالاً فعالیت آتشفشانی بیشتر در آنجا را توضیح می‌دهد. این سؤالات باید در مطالعات آینده مورد توجه قرار گیرند، احتمالاً توسط فضانوردان و تایکانوردانی که مطالعات مستقیمی را در سطح ماه انجام خواهند داد.
دانلود آهنگ
طراحی و اجرا :
وین تم
هر گونه کپی برداری از طرح قالب یا مطالب پیگرد قانونی خواهد داشت ، کلیه حقوق این وب سایت متعلق به وب سایت تک فان است
دیدگاهتان را بنویسید