اكتشافات بعثة تشاندرايان-3 تؤكد نظرية تاريخ القمر المبكر وتكشف عن تركيبة تشبه عينات أبولو 16. دراسة نُشرت في Nature تكشف عن محيط قديم من الصهارة وألغاز القمر المستمرة. فهم القمر يقود نماذج تشكل الكواكب.
كشفت بعثة تشاندرايان-3 التاريخية، التي جعلت الهند رابع دولة تهبط على سطح القمر قبل عام واحد يوم الجمعة، عن أدلة جديدة تدعم نظرية حول تاريخ القمر المبكر.
عندما هبطت البعثة في مناطق خطوط العرض العليا الجنوبية للقمر، بالقرب من القطب الجنوبي للقمر، نشرت مركبة صغيرة ذات ست عجلات تسمى براغيان، والتي تعني الحكمة باللغة السنسكريتية. كانت المركبة مزودة بأدوات علمية تسمح لها بتحليل الجسيمات داخل تربة القمر وقياس العناصر الموجودة فيها.
وقد أجرت براغيان 23 قياساً أثناء تدحرجها على طول منطقة طولها 338 قدماً (103 أمتار) من سطح القمر، تقع على بعد 164 قدماً (50 متراً) من موقع هبوط المركبة تشاندرايان-3، لمدة 10 أيام تقريباً. وتمثل بيانات المركبة أول قياسات للعناصر داخل التربة القمرية بالقرب من المنطقة القطبية الجنوبية.
واكتشفت المركبة تركيبة متجانسة نسبياً مكونة إلى حد كبير من صخور تسمى أنورثوسيت الحديدي، وهي تشبه العينات المأخوذة من المنطقة الاستوائية للقمر خلال بعثة أبولو 16 في عام 1972.
أبلغ الباحثون عن النتائج في دراسة نُشرت يوم الأربعاء في مجلة Nature.
وتساعد العينات القمرية العلماء على حل الألغاز التي لا تزال قائمة حول كيفية تطور القمر على مر الزمن، بما في ذلك كيفية تشكله خلال الأيام الأولى الفوضوية للنظام الشمسي.
وقال القائمون على الدراسة إن وجود صخور متشابهة في أجزاء مختلفة من القمر يضفي دعماً إضافياً للفرضية التي تعود لعقود من الزمن بأن القمر كان مغطى ذات يوم بمحيط قديم من الصهارة.
هناك العديد من النظريات حول كيفية تشكل القمر، لكن العلماء يتفقون في الغالب على أنه منذ حوالي 4.5 مليار سنة، اصطدم جسم بحجم المريخ أو سلسلة من الأجسام بالأرض وأطلق ما يكفي من الحطام المنصهر في الفضاء لتكوين القمر.
قادت العينات القمرية الأولى التي جُمعت خلال بعثة أبولو 11 في عام 1969 الباحثين إلى النظرية القائلة بأن القمر كان ذات مرة كرة منصهرة من الصهارة.
وقد دحضت 842 رطلاً (382 كيلوغراماً) من الصخور والتربة القمرية التي أعادتها بعثات أبولو إلى الأرض في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات من القرن الماضي الأفكار التي تقول بأن القمر كان جرماً سماوياً عالقاً في جاذبية الأرض، أو أن القمر تشكل إلى جانب الأرض من نفس الحطام. أشارت عينات الصخور إلى أن القمر نشأ بعد حوالي 60 مليون سنة من بدء تشكل النظام الشمسي، وفقًا لوكالة ناسا.
وتقول وكالة الفضاء إن محيط الصهارة، الذي يُرجح أن عمقه يتراوح بين مئات وآلاف الكيلومترات، استمر لنحو 100 مليون سنة. وعندما برد محيط الصهارة، تشكلت بلورات داخله.
وقال نوح بيترو، عالم مشروع ناسا لكل من المسبار القمري الاستطلاعي القمري وأرتميس 3، إن بعض الصخور والمعادن مثل الأنورثوسيت الحديدي ارتفعت إلى الأعلى لتشكل القشرة القمرية والمرتفعات القمرية، في حين غرقت معادن أخرى أكثر كثافة وغنية بالمغنيسيوم مثل الزبرجد الزيتوني في أعماق السطح في الوشاح. لم يشارك بيترو في الدراسة الجديدة.
في حين أن متوسط سمك القشرة القمرية يبلغ حوالي 31 ميلاً (50 كيلومتراً)، فإن الوشاح القمري تحتها يصل عمقه إلى حوالي 838 ميلاً (1350 كيلومتراً).
وقال بترو إن جميع المعادن والصخور الموجودة على القمر لها قصة ترويها عن تاريخ القمر.
عندما أجرت مركبة براغيان تحقيقها في التركيب الكيميائي للتربة القمرية، وجدت مزيجاً من الأنورثوسيت الحديدي وأنواع أخرى من الصخور، بما في ذلك معادن مثل الزبرجد الزيتوني.
كان موقع هبوط تشاندرايان-3، المسمى نقطة شيف شاكتي، على بعد حوالي 217 ميلاً (350 كيلومتراً) من حافة حوض القطب الجنوبي-أيتكن، الذي يعتبر أقدم فوهة على القمر.
ويعتقد فريق البحث أن ارتطام كويكب أدى إلى نشوء الحوض قبل حوالي 4.2 مليار إلى 4.3 مليار سنة مضت وكشف عن معادن غنية بالمغنيسيوم مثل الزبرجد الزيتوني ومزجها في التربة القمرية، كما قال المؤلف الرئيسي للدراسة سانتوش فاداوالي، الأستاذ في مختبر البحوث الفيزيائية في أحمد آباد بالهند.
وقال إن الباحثين مستمرون في التحقيق في وجود هذه المعادن التي من المحتمل أن تكون قد نشأت في عباءة القمر لتوفير المزيد من السياق لأصول القمر وتطوره.
قال فاداوالي إن هذه المهمة تثبت أهمية إرسال مركبات فضائية إلى مناطق قمرية مختلفة لفهم تاريخ القمر.
وقال: "اقتصرت جميع عمليات الهبوط الناجحة السابقة على القمر على المناطق الاستوائية إلى مناطق خطوط العرض الوسطى". "تشاندرايان-3 هي أول مهمة تنجح في الهبوط في المناطق القطبية من القمر وإجراء تحليل في الموقع. وقد عززت هذه القياسات الجديدة في المناطق التي لم تُستكشف من قبل الثقة في فرضية (محيط الصهارة القمرية)."
وقال فاداوالي إن برنامج الاستكشاف القمري الهندي يرغب بعد ذلك في استكشاف المناطق المظللة بشكل دائم في القطبين القمريين وإعادة عينات لتحليلها بشكل مفصل في المختبرات على الأرض.
وقال بيترو إنه في حين أن التآكل وحركة الصفائح التكتونية قد محت الأدلة على كيفية تشكل الأرض، فإن القمر لم يتغير إلى حد كبير باستثناء الفوهات الصدمية.
وأضاف قائلاً: "في كل مرة نهبط فيها على سطح القمر، فإن ذلك يرسخ هذا الفهم في بقعة معينة، موقع محدد على السطح، وهو أمر مفيد جداً لاختبار جميع النماذج والفرضيات التي لدينا". "إن فرضية وجود محيط من الصهارة هي التي تقود الكثير مما نعتقده عن القمر، خاصة في وقت مبكر من تاريخه. وتضيف نتائج المركبة من بعثة تشاندرايان-3 نقطة بيانات سطحية أخرى."
لا تضيف كل مهمة قطعة أخرى إلى لغز فهم القمر فحسب، بل توفر أيضًا رؤى حول كيفية تشكل الأرض والكواكب الصخرية الأخرى مثل المريخ. وقال بيترو إن فهم العلماء لكيفية نشأة القمر يقود نماذج لكيفية تشكل جميع الكواكب وتغيرها، بما في ذلك الكواكب خارج مجموعتنا الشمسية.
وبينما يتم التخطيط لمزيد من البعثات للعودة إلى سطح القمر، فإن الأمر أشبه بالهدية التي تستمر في العطاء، خاصة مع احتمال جمع عينات من مناطق مختلفة، بما في ذلك الجانب البعيد من القمر والقطبين.
"وقال بيترو: "في كل مرة نحصل فيها على جزء جديد من البيانات، فإن ذلك بمثابة إكليل إضافي لتلك الهدية."
