محققان با تجزیه و تحلیل نمونه‌های سنگ و خاک جمع‌آوری‌شده توسط ماموریت چانگ‌ای ۶ چین، دریافتند که گدازه‌های تشکیل‌شده در سمت دور ماه، در دمایی حدود 100 درجه سانتی‌گراد پایین‌تر از نمونه‌های مشابه در سمت نزدیک (سمت رو به زمین) بوده‌اند. این اختلاف دمایی نشان می‌دهد که تفاوت‌های «دو روی ماه» بسیار عمیق‌تر از سطح آن است و احتمالاً ناشی از توزیع نامتوازن عناصر تولیدکننده گرما یا یک برخورد باستانی بوده که آن‌ها را به سمت نزدیک ماه جابه‌جا کرده است.
ماموریت چانگ‌ای ۶ از رازهای ماه پرده برمی‌دارد!
بر اساس یک مطالعه جدید که توسط محققان یونیورسیتی کالج لندن (UCL) و دانشگاه پکن هدایت شده است، بخش داخلی پنهان سمت دور ماه ممکن است به‌طور قابل ملاحظه‌ای سردتر از سمتی باشد که همیشه رو به زمین است.
این تحقیق که در ژورنال Nature Geoscience منتشر شده است، قطعات سنگ و خاک ماه را که سال گذشته توسط ماموریت چانگ‌ای ۶ چین از یک دهانه عظیم در سمت دور ماه جمع‌آوری شد، بررسی کرد.
دانشمندان تأیید کردند که این نمونه حدود 2.8 میلیارد سال قدمت دارد و ترکیب کانی آن را برای تعیین نحوه شکل‌گیری‌اش تجزیه و تحلیل کردند. نتایج آن‌ها نشان می‌دهد که این سنگ از گدازه‌هایی در عمق ماه و در دمای تقریبی 1,100 درجه سانتی‌گراد سرچشمه گرفته است، که حدود 100 درجه سردتر از نمونه‌های گرفته‌شده از سمت نزدیک ماه است.
شواهدی برای «ماه دو چهره»!
پروفسور یانگ لی، یکی از نویسندگان این مطالعه از بخش علوم زمین UCL و دانشگاه پکن، گفت:
سمت نزدیک و سمت دور ماه در سطح و احتمالاً در بخش داخلی تفاوت‌های زیادی دارند. این یکی از رازهای بزرگ ماه است. ما آن را “ماه دو چهره” می‌نامیم. برای مدت‌ها، فرضیه یک تفاوت دمایی شدید بین گوشته سمت نزدیک و سمت دور مطرح بود، اما مطالعه ما اولین شواهد را با استفاده از نمونه‌های واقعی ارائه می‌دهد.
ژوئه‌لین ژو، دانشجوی دکترای دانشگاه پکن و یکی از نویسندگان، 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 سمت دور فقط در سطح نیست، بلکه به عمق بخش داخلی نیز می‌رسد.
دلیل احتمالی سردتر بودن سمت دور
سمت دور ماه دارای پوسته ضخیم‌تر، کوهستانی‌تر و دهانه‌دارتر است و ظاهراً فعالیت آتشفشانی کمتری داشته است، به‌طوری که لکه‌های تیره بازالتی کمتری که از گدازه‌های باستانی تشکیل شده‌اند در آن دیده می‌شود.
محققان در مقاله خود اشاره کردند که بخش داخلی سمت دور ممکن است به دلیل وجود عناصر تولیدکننده گرمای کمتر، سردتر بوده باشد. این عناصر شامل اورانیوم، توریم و پتاسیم هستند که در اثر واپاشی رادیواکتیو، گرما آزاد می‌کنند.
مطالعات پیشین حاکی از آن است که این توزیع نامتوازن عناصر تولیدکننده گرما ممکن است پس از برخورد یک سیارک یا یک جرم سیاره‌ای عظیم به سمت دور ماه رخ داده باشد؛ این برخورد، بخش داخلی ماه را تکان داده و مواد چگال‌تر حاوی عناصر گرمایشی بیشتر را به سمت نزدیک ماه رانده است.
نظریه‌های جایگزین تکامل ماه
نظریه‌های دیگر شامل این است که ماه ممکن است در اوایل تاریخ خود با یک ماه کوچک‌تر دیگر برخورد کرده باشد، به‌طوری که نمونه‌های سمت نزدیک و سمت دور از دو «ماهک» با ویژگی‌های گرمایی متفاوت سرچشمه گرفته باشند، یا اینکه سمت نزدیک ممکن است به دلیل کشش گرانشی زمین گرم‌تر باشد.
برای این مطالعه جدید، تیم تحقیقاتی 300 گرم از خاک ماه را که به مؤسسه تحقیقات زمین‌شناسی اورانیوم پکن اختصاص داده شده بود، تجزیه و تحلیل کردند. شنگ هه، نویسنده اول از این مؤسسه، توضیح داد:
نمونه جمع‌آوری‌شده توسط ماموریت چانگ‌ای ۶ اولین نمونه‌ای است که تا کنون از سمت دور ماه به دست آمده است.
این تیم، بخش‌های انتخابی از نمونه را که عمدتاً از دانه‌های بازالت تشکیل شده بود، با یک ریزپروب الکترونی نقشه‌برداری کردند تا ترکیب آن را مشخص کنند.
بررسی سنگ‌های ماه با ابزارهای دقیق
محققان با استفاده از ریزپروب یونی، تغییرات جزئی در ایزوتوپ‌های سرب را اندازه‌گیری کردند تا قدمت سنگ را 2.8 میلیارد سال تعیین کنند (تکنیکی که بر اساس این واقعیت است که اورانیوم با نرخ ثابتی به سرب واپاشی می‌کند). داده‌ها با استفاده از روشی که توسط پروفسور پیتر ورمیش از علوم زمین UCL اصلاح شده است، پردازش شدند.
سپس آن‌ها از چندین تکنیک برای تخمین دمای نمونه در مراحل مختلف گذشته آن در اعماق ماه استفاده کردند.
- گام اول: تجزیه و تحلیل ترکیب کانی‌ها و مقایسه آن با شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای تخمین دمای سنگی که هنگام تشکیل (تبلور) داشته است. این نتیجه با تخمین‌های مشابه برای سنگ‌های سمت نزدیک مقایسه شد که تفاوتی 100 درجه سانتی‌گراد را نشان داد.
- گام دوم: بازگشت به تاریخچه‌ای دورتر از نمونه، استنتاج دمای «سنگ والد» آن از روی ترکیب شیمیایی‌اش (یعنی قبل از اینکه سنگ والد به ماگما ذوب شده و دوباره به سنگی که چانگ‌ای ۶ جمع‌آوری کرده، جامد شود). این نیز با تخمین‌های نمونه‌های سمت نزدیک که توسط ماموریت‌های آپولو جمع‌آوری شده بودند، مقایسه شد، و دوباره تفاوت حدود 100 درجه سانتی‌گراد مشاهده شد.
داده‌های ماهواره‌ای شواهد بیشتری ارائه می‌کنند!
از آنجایی‌که نمونه‌های بازگردانده‌شده محدود هستند، آن‌ها با تیمی از دانشگاه شاندونگ همکاری کردند تا دمای سنگ والد را با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای محل فرود چانگ‌ای در سمت دور تخمین بزنند و آن را با داده‌های ماهواره‌ای مشابه از سمت نزدیک مقایسه کنند؛ در این مورد نیز اختلاف مشاهده شد (این بار
70 درجه سانتی‌گراد).
در ماه، عناصر تولیدکننده گرما مانند اورانیوم، توریم و پتاسیم معمولاً همراه با فسفر و عناصر خاکی کمیاب در ماده‌ای معروف به «غنی از KREEP» (این مخفف از حرف K برای پتاسیم، REE برای عناصر خاکی کمیاب، و P برای فسفر گرفته شده است) یافت می‌شوند.
نظریه‌های منشأ ماه و عدم تعادل گرمایی!
نظریه اصلی منشأ ماه این است که از بقایای برخورد عظیمی بین زمین و یک سیاره اولیه به اندازه مریخ تشکیل شده و کاملاً یا عمدتاً از سنگ مذاب (گدازه یا ماگما) شروع به کار کرده است. این ماگما با سرد شدن جامد شد، اما عناصر KREEP با بلورهایی که تشکیل می‌شدند سازگار نبودند و بنابراین برای مدت طولانی‌تری در ماگما باقی ماندند. دانشمندان انتظار داشتند که مواد KREEP به طور یکنواخت در سراسر ماه پخش شوند. اما تصور می‌شود که این مواد در گوشته سمت نزدیک متمرکز شده‌اند. توزیع این عناصر ممکن است دلیلی باشد که سمت نزدیک از نظر آتشفشانی فعال‌تر بوده است.
اگرچه دمای فعلی گوشته سمت دور و سمت نزدیک ماه از طریق این مطالعه مشخص نشده است، اما هرگونه عدم تعادل دما بین دو طرف به احتمال زیاد برای مدت بسیار طولانی باقی خواهد ماند، زیرا ماه از لحظه تشکیل شدن از آن برخورد فاجعه‌بار، به آرامی در حال سرد شدن است. با این حال، تیم تحقیقاتی در حال حاضر روی دستیابی به یک پاسخ قطعی برای این سؤال کار می‌کنند.
منبع: Scitechdaily
