جوان‌ترین سنگ‌های کره ماه ۲ میلیارد ساله‌اند

پژوهشگرانی از چین، استرالیا، سوئد، بریتانیا و آمریکا، نمونه‌هایی که طی ماموریت «چانگ-۵»، از سطح کره ماه جمع‌آوری شد را بررسی کرده‌اند. این ماموریت را سازمان فضایی ملی چین انجام داده بود.

چانگ-۵ یک ماموریت بدون سرنشین بود که در آن یک «فرودگر» خودکار، در دسامبر ۲۰۲۰، در نزدیکی کناره ماه، کناره رو به کره زمین آن، فرود آمد. این ماموریت ۷/۱ کیلوگرم قطعه سنگ از کره ماه به زمین بازگرداند. بار قبل که این‌دست قطعات از سطح ماه جمع‌آوری و به زمین آورده شده بود طی ماموریت «لونا ۲۴» روسیه در سال ۱۹۷۶ بود.

یکی از اهداف ماموریت چانگ-۵، پیدا کردن شواهدی مبنی بر وجود آخرین فوران‌های آتشفشانی بر روی کره ماه بود. البته دانشمندان پیش‌تر، قدمت سنگ‌های آتشفشانی جوان‌تر را از طریق برشمردن دهانه‌های آتشفشانی سطح کره ماه، تخمین زده بودند. البته که اثبات چنین موردی بدون در دست داشتن نمونه‌هایی برای بررسی و آزمایش، ممکن نبود.

تحلیل این نمونه‌ها با استفاده از یک ابزار «ریزکاو یونی حساس با وضوح بالا»، به‌نام «شریمپ» و در مرکزی به همین نام در پکن، پایتخت چین، انجام گرفت. ابتدا، مواد لازم فراهم آورده شد. سپس پژوهشگران چینی، به‌صورت دستی، تکه‌های کوچک دو میلی‌متری بازالت، نوعی سنگ آتشفشانی، را بررسی کردند. این سنگ‌ها سپس در آزمایشگاه دوباره بررسی شدند. این راه، بر شیوه‌ای که در سال ۱۹۷۰ برای بررسی اولین نمونه‌های جمع‌آوری شده طی ماموریت «آپولو» به کار گرفته شده بود، افزود.

فرآیند تشخیص عمر سنگ‌ها پیچیده بود، اما دانشمندان توانستند مواد فازهای کانی مختلف در قطعه‌سنگ‌ها را استخراج و سپس این مواد را بررسی کنند.

تلاش دانشمندان به بار نشست و توانستند قدمت آخرین مواد مذاب آتشفشانی روان‌شده بر روی ماه را ۱/۹۷ میلیارد سال پیش، تعیین کنند. این یعنی، یک میلیارد سال جوان‌تر از عمرهر سنگ بازالتی که پیش‌تر، قدمت آن تشخیص داده شده بود.

یک معمای علمی جدید

طی تاریخ زمین‌شناسانه کره ماه، فوران‌های آتشفشانی بسیاری بر آن روی داده است که صفحات عظیمی از بازالت تشکیل داده است که از آنها با نام «دریاوارهای ماه» یاد می‌شود. این صفحات، همان لکه‌های تیره‌ای هستند که هنگامی که به ماه نگاه می‌کنید می‌بینید.

بیشتر فعالیت‌های آتشفشانی بر روی سطح ماه، ۳ تا ۴ میلیارد سال قبل اتفاق افتاده است. سیاره‌شناسان بر اساس مجموعه بازالت‌هایی که طی ماموریت آپولو و لونا به زمین آورده شد و همچنین شهاب‌سنگ‌هایی که منشا آنها از ماه بوده است این تاریخ را تخمین زده‌اند. با وجود این تاکنون، شیوه شمارش دهانه آتشفشان‌های ماه از تخمین سن جوان‌ترین قطعه سنگ‌های این کره باز مانده بود.

برای روی دادن فوران‌های آتشفشانی، به گرما درون سیاره نیاز است تا مواد گداخته موثر در این فرآیند را تولید کند. گفته می‌شد که برای سیاره‌ای به‌اندازه ماه، این گرما بسیار پیش‌تر از روی دادن این فوران‌ها در۲ میلیارد سال گذشته ، از بین رفته است.

پس پژوهش حاضر، دری به‌سوی معمای علمی جدیدی گشوده است که چگونه یک سیاره سنگی مانند ماه، می‌توانسته آنقدر گرما در داخل خود نگه دارد که تا حدود ۲/۵ میلیارد سال پس از تشکیل اولیه، همچنان فوران‌های آتشفشانی داشته باشد. سن خود ماه حدود ۴/۵ میلیارد سال است.

پژوهشگران پیش‌تر گفته بودند که ممکن است تراکم بالای عناصر رادیواکتیوی داخل ماه، مواد سنگی درون آن را ذوب کرده باشد. اما ترکیب نمونه‌های اخیری که بررسی شده است نشان می‌دهد که این حدس، صحت ندارد.

البته بررسی نقش آنچه «گرمایش جزرومدی» خوانده می‌شود، در وقوع این فوران‌های آتشفشانی، همچنان باقی است. به این شکل که گرمای داخل ماه، در اثر کش آمدن و فشردگی - یک کش را تصور کنید که در اثر اصطکاک ناشی از کش آوردن آن، گرم می‌شود- حاصل از جاذبه میان ماه، زمین و خورشید، به وجود آمده است.

یا اینکه ممکن است جنبه خاصی از ترکیب «گوشته» ماه، به درجه ذوب پایین‌تر منتهی شده باشد و بتوان نحوه ساخته شدن مواد مذاب را بدین شکل توضیح داد. پژوهش در این باره، با بررسی نمونه‌ها، همچنان ادامه دارد.

بررسی نمونه‌های ماموریت‌های آپولو در اوایل دهه ۷۰ میلادی در فهم دانشمندان از منظومه خورشیدی و شکل گرفتن و تکامل سیاره‌ها، انقلابی پدید آورد. پژوهش حاضر، بار دیگر بر ارزش علمی بی‌اندازه بازگرداندن نمونه از سیارات، برای رمزگشایی اسرار آنها در آزمایشگاه‌های کره زمین، تاکید می‌کند.

راه شمارش دهانه‌های آتشفشانی به‌همراه نمونه‌هایی از کره ماه، برای تاریخ‌گذاری سطوح دیگر سیارات همچون مریخ، ونوس و عطارد، که انسان‌ها هنوز موفق به جمع‌آوری نمونه از سطح آنها نشده‌اند، اهمیت کلیدی دارد. این کار، گستره فهم ما از منظومه شمسی را پهناورتر خواهد کرد.