بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – خلال مهمة أبولو 17 عام 1972 – آخر مرة مشى فيها البشر على سطح القمر – رواد فضاء أمريكيون وقام يوجين سيرنان بجمع حوالي 243 رطلاً (110.4 كجم) من عينات التربة والصخور التي تم إعادتها إلى الأرض لمزيد من الدراسة.
وبعد نصف قرن، فإن بلورات معدن الزركون الموجودة داخل قطعة صخرية نارية خشنة الحبيبات التي جمعها شميت، تعطي العلماء فهمًا أعمق حول تكوين القمر والعمر الدقيق للشريك السماوي للأرض.
قال علماء يوم الاثنين إن القمر أقدم بنحو 40 مليون سنة مما كان يعتقد في السابق، إذ تشكل قبل أكثر من 4.46 مليار سنة، أي في غضون 110 ملايين سنة بعد ولادة النظام الشمسي، استنادا إلى تحليلات البلورات.
الفرضية الرئيسية لتشكل القمر هي أنه خلال التاريخ المبكر الفوضوي للنظام الشمسي، اصطدم جسم بحجم المريخ يسمى ثيا بالأرض البدائية. انفجرت هذه الصهارة – الصخور المنصهرة – في الفضاء، لتشكل قرصًا من الحطام يدور حول الأرض ويتجمع في القمر. لكن التوقيت الدقيق لتشكل القمر كان من الصعب تحديده.
كانت البلورات المعدنية قادرة على التشكل بعد تبريد الصهارة وتصلبها. واستخدم الباحثون طريقة تسمى التصوير المقطعي بمسبار الذرة للتأكد من عمر أقدم المواد الصلبة المعروفة التي تشكلت بعد الاصطدام العملاق، وهي بلورات الزركون الموجودة داخل جزء من نوع من الصخور يسمى النوريت الذي جمعه شميت.
“أحب حقيقة أن هذه الدراسة أجريت على عينة تم جمعها وإحضارها إلى الأرض قبل 51 عامًا. في ذلك الوقت، لم يكن التصوير المقطعي بالمسبار الذري قد تم تطويره بعد، ولم يكن العلماء ليتخيلوا أنواع التحليلات التي نقوم بها اليوم وقال عالم الكيمياء الكونية فيليب هيك، كبير مديري الأبحاث في المتحف الميداني في شيكاغو، والأستاذ بجامعة شيكاغو وكبير مؤلفي الدراسة المنشورة في مجلة Geochemical Perspectives Letters.
وأضاف عالم الكواكب بجامعة كاليفورنيا والمؤلف المشارك في الدراسة بيدونغ تشانغ: “من المثير للاهتمام أن جميع أقدم المعادن الموجودة على الأرض والمريخ والقمر هي بلورات الزركون. الزركون، وليس الماس، يدوم إلى الأبد”.
تم جمع الصخور التي تحتوي على الزركون في وادي Taurus-Littrow عند الحافة الجنوبية الشرقية للقمر Mare Serenitatis (بحر الصفاء) وتم تخزينها في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا في هيوستن.
وقال هيك: “الزركون قاسٍ وقوي للغاية وينجو من انهيار الصخور أثناء التجوية”.
استخدمت دراسة بقيادة تشانغ نُشرت في عام 2021 تقنية تسمى تحليل المسبار الأيوني لقياس عدد ذرات اليورانيوم والرصاص الموجودة في البلورات، وحساب عمر الزركون بناءً على اضمحلال اليورانيوم المشع إلى الرصاص بمرور الوقت. يجب تأكيد هذا العمر من خلال طريقة أخرى بسبب المضاعفات المحتملة التي تنطوي على ذرات الرصاص في حالة وجود عيوب في بنية بلورة الزركون.
استخدمت الدراسة الجديدة التصوير المقطعي بمسبار الذرة لتحديد عدم وجود مضاعفات تتعلق بذرات الرصاص، مما يؤكد عمر البلورات.
وقالت مؤلفة الدراسة جينيكا جرير، عالمة الكيمياء الكونية بجامعة جلاسكو في اسكتلندا: “أرى أن هذا مثال رائع لما يمكن أن يخبرنا به مقياس النانو، أو حتى المقياس الذري، عن أسئلة الصورة الكبيرة”.
ويبلغ قطر القمر، الذي يدور حول الأرض على مسافة متوسطة حوالي 239000 ميل (385000 كم)، حوالي 2160 ميلاً (3475 كم)، أي أكثر قليلاً من ربع قطر كوكبنا.
وقال هيك: “إن الاصطدام العملاق الذي شكل القمر كان حدثا كارثيا للأرض وغير سرعة دوران الأرض. وبعد ذلك، كان للقمر تأثير على استقرار محور دوران الأرض وإبطاء سرعة دوران الأرض”. “إن تاريخ تكوين القمر مهم لأنه فقط بعد ذلك أصبحت الأرض كوكبًا صالحًا للسكن.”
وأضاف تشانغ أن “القمر يساعد على استقرار محور الأرض من أجل مناخ مستقر”. “تساعد جاذبية القمر في تشكيل النظام البيئي للمحيطات. والقمر مصدر إلهام للثقافات والاستكشافات البشرية. وترى ناسا ووكالات الفضاء الأخرى في القمر بمثابة نقطة انطلاق لاستكشافات الفضاء السحيق في المستقبل.”
(تقرير بواسطة ويل دنهام، تحرير ليزا شوميكر)