قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
كشف الغبار القمري الذي جمعه رواد فضاء أبولو 17 في السبعينيات أن القمر أكبر بـ 40 مليون سنة مما كان يعتقد في السابق.
بعد الهبوط على سطح القمر في 11 ديسمبر 1972، قام رائدا الفضاء في ناسا يوجين سيرنان وهاريسون شميت بجمع الصخور والغبار من سطح القمر. وكشف تحليل جديد لتلك العينة عن بلورات الزركون وأرجع عمرها إلى 4.46 مليار سنة. وتشير التقديرات السابقة إلى أن عمر القمر، الذي تشكل نتيجة اصطدام سماوي ضخم، يبلغ 4.425 مليار سنة.
ونشرت النتائج يوم الاثنين في مجلة Geochemical Perspectives Letters.
“هذه البلورات هي أقدم المواد الصلبة المعروفة التي تشكلت بعد الاصطدام العملاق. وقال فيليب هيك، كبير مؤلفي الدراسة، وروبرت أ. بريتزكر أمين قسم النيازك والدراسات القطبية في المتحف الميداني للتاريخ الطبيعي في شيكاغو، في تقرير له: “نظرًا لأننا نعرف عمر هذه البلورات، فهي بمثابة مرساة للتسلسل الزمني القمري”. إفادة.
كانت الأيام الأولى لنظامنا الشمسي -عندما كانت الأرض لا تزال تتشكل وتنمو في الحجم- فوضوية، وكانت الأجسام الصخرية تتصادم في كثير من الأحيان في الفضاء. وخلال تلك الفترة قبل أكثر من 4 مليارات سنة، اصطدم جسم بحجم المريخ بالأرض، مما أدى إلى قذف قطعة صخرية كبيرة أصبحت القمر، وفقا للباحثين. لكن العلماء ناضلوا من أجل تحديد تاريخ هذا الحدث المحوري بدقة.
أدت الطاقة الناتجة عن اصطدام جسم بحجم المريخ بالأرض إلى إذابة الصخور التي ستشكل في النهاية سطح القمر.
“عندما كان السطح منصهرًا بهذه الطريقة، لم تكن بلورات الزركون قادرة على التشكل والبقاء على قيد الحياة. وقال هيك، وهو أيضًا المدير الأول لمركز أبحاث Negaunee التكاملي بالمتحف وأستاذ في قسم العلوم الجيوفيزيائية بجامعة شيكاغو: “لذا فإن أي بلورات على سطح القمر يجب أن تكون قد تشكلت بعد تبريد محيط الصهارة القمري”.
“وإلا، لكانوا قد ذابوا وتم مسح توقيعهم الكيميائي”.
التحليل الذري عالي التقنية
اقترح البحث السابق الذي أجراه المؤلف المشارك في الدراسة بيدونغ تشانغ، الباحث المساعد في قسم علوم الأرض والكواكب والفضاء في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس، أن تحديد عمر البلورات داخل الغبار القمري قد يكشف عن العمر الفعلي للقمر حسنًا.
اقترب تشانغ وزميلته أودري بوفييه، أستاذة علم الكواكب التجريبي في جامعة بايرويت في ألمانيا، من هيك ومؤلفة الدراسة الرئيسية جينيكا جرير، باحثة مشاركة في علوم الأرض في جامعة غلاسكو، لإلقاء نظرة نانوية على البلورات باستخدام تقنية متقدمة. لتحديد تركيبها الكيميائي وتحديد عمر القمر.
يمثل هذا البحث أول استخدام للطريقة التحليلية لتأريخ البلورات باستخدام التصوير المقطعي للمسبار الذري، وقد تم إجراؤه باستخدام أدوات في جامعة نورث وسترن في إيفانستون، إلينوي، وفقًا لمؤلفي الدراسة.
وقال جرير، الذي كان مرشحًا للدكتوراه في المتحف الميداني: “في التصوير المقطعي للمسبار الذري، نبدأ بشحذ قطعة من العينة القمرية إلى طرف حاد للغاية، باستخدام مجهر شعاعي أيوني مركّز، تقريبًا مثل مبراة قلم رصاص فاخرة جدًا”. وجامعة شيكاغو عندما عملت في الدراسة. “ثم نستخدم أشعة الليزر فوق البنفسجية لتبخير الذرات من سطح ذلك الطرف. تنتقل الذرات عبر مطياف الكتلة، ومدى سرعة تحركها تخبرنا بمدى ثقلها، والذي بدوره يخبرنا مما تتكون هذه الذرات.
وأظهر التحليل عدد ذرات اليورانيوم الموجودة داخل بلورات الزركون التي تعرضت للتحلل الإشعاعي. يمكن للعناصر أن تتحول إذا كانت ذراتها تحتوي على تكوين غير مستقر من البروتونات والنيوترونات، مما يتسبب في اضمحلال بعضها، مثل كيفية اضمحلال اليورانيوم ليصبح رصاصًا. ومن خلال تتبع المدة التي تستغرقها هذه العملية، يمكن للعلماء تحديد عمر شيء ما من خلال مقارنة نسبة اليورانيوم إلى ذرات الرصاص.
وقال هيك: “إن التأريخ الإشعاعي يعمل إلى حد ما مثل الساعة الرملية”. “في الساعة الرملية، يتدفق الرمل من بصيلة زجاجية إلى أخرى، مع مرور الوقت الذي يشير إليه تراكم الرمل في البصيلة السفلية. يعمل التأريخ الإشعاعي بشكل مشابه عن طريق حساب عدد الذرات الأم وعدد الذرات الابنة التي تحولت إليها. ويمكن بعد ذلك حساب مرور الوقت لأن معدل التحول معروف.
“أقدم جزء من القمر”
واستخدم فريق البحث نظائر الرصاص الموجودة في عينة الغبار القمري لتحديد أن عمر البلورات يبلغ 4.46 مليار سنة، مما يشير إلى أن عمر القمر يجب أن يكون على الأقل بهذا العمر.
وقال جرير: “إنه لأمر مدهش أن تكون قادرًا على الحصول على دليل على أن الصخرة التي تحملها هي أقدم جزء من القمر اكتشفناه حتى الآن”. “إنها نقطة ربط للعديد من الأسئلة حول الأرض. عندما تعرف عمر شيء ما، يمكنك أن تفهم بشكل أفضل ما حدث له في تاريخه.
وعلى الرغم من أن العينات القمرية أُعيدت إلى الأرض منذ أكثر من 50 عامًا، إلا أن تطوير التكنولوجيا اللازمة لإجراء مثل هذا التحليل التفصيلي للبلورات استغرق وقتًا طويلاً. ولهذا السبب انتظرت وكالة ناسا الكشف عن بعض العينات الأصلية التي تم جمعها خلال عصر أبولو حتى السنوات الأخيرة، مما يسمح بمزيد من الأفكار حول القمر الصناعي الطبيعي لكوكبنا باستخدام الأساليب الأكثر تقدمًا.
وقال هيك: “القمر شريك مهم في نظامنا الكوكبي”. “إنه يعمل على استقرار محور دوران الأرض، وهذا هو سبب وجود 24 ساعة في اليوم، وهو سبب حدوث المد والجزر. لولا القمر لكانت الحياة على الأرض مختلفة. إنه جزء من نظامنا الطبيعي الذي نريد أن نفهمه بشكل أفضل، وتوفر دراستنا قطعة ألغاز صغيرة في تلك الصورة بأكملها.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com