تحليل عينات مركبة تشانغ إيه-6 يكشف عن معلومات مفصلة لأول مرة حول الجانب البعيد من القمر

لدى القمر بعض القصص الجديدة ليرويها.

فقد نشر العلماء أول تحليلات مفصلة للمخبأ التاريخي للتربة والصخور القمرية التي استخرجتها الصين من الجانب البعيد من القمر هذا العام.

جمعت بعثة تشانغ-6، وهي أول بعثة تعيد التربة من الجانب البعيد من القمر، 1.9 كيلوغرام (4.2 رطل) من التربة القمرية عبر مسبار آلي في يونيو قبل أن تعود إلى الأرض، وهي جولة علمية عززت مكانة الصين كواحدة من أكبر القوى الفضائية في العالم.

يعود تاريخ الصخور البركانية الموجودة في العينة إلى 2.8 مليار سنة، مما يشير إلى أن موقع هبوط المسبار غير المأهول كان نشطًا بركانيًا في ذلك الوقت، وفقًا لورقتين بحثيتين نشرتا يوم الجمعة في مجلتي ساينس و نيتشر. يمثل الثوران حلقة حديثة نسبياً من النشاط البركاني القمري غير معروف من دراسة العينات المأخوذة من الجانب القريب من القمر من قبل برنامج أبولو التابع لناسا وبعثات لونا الروسية، كما وجد البحث الجديد.

قال كلايف نيل، الأستاذ في جامعة نوتردام والمؤلف المشارك في ورقة Science البحثية، إن عمر الصخور البازلتية المأخوذة من الجانب البعيد صغير بشكل مدهش مقارنة بالعينات التي تمت دراستها سابقاً من الجانب القريب من القمر، والتي كان عمرها جميعاً أكثر من 3 مليارات سنة. ومع ذلك، تم العثور على عينات أحدث من الجانب القريب التي جمعتها بعثة تشانغ-5 القمرية الصينية في عام 2020، والتي تبين أن عمرها ملياري سنة.

وأظهر البحث أيضًا أن العينات لم تحمل بصمة العناصر المشعة الموجودة في العديد من عينات عصر أبولو.

وقال نيل عبر البريد الإلكتروني: "إن العمر الصغير نسبياً للبازلت (الذي استخرجته مركبة تشانغ-6) مثير للدهشة إلى جانب خلو تركيبها عملياً من العناصر المشعة". وهذا "يدفعنا للتساؤل عن "كيف ولماذا تولدت هذه الصخور البازلتية"."

وأضاف: "هذا هو نفس السؤال الذي لا يزال يُطرح حول بازلت تشانج إي 5".

'لغز لم يُحل'

إن عينات التربة الأولى من القمر، التي جُمعت خلال بعثات أبولو في الستينيات والسبعينيات، أعادت كتابة الكتب العلمية بشكل فعال، وكشفت عن كيفية تشكل القمر وأنه كان مغطى ذات مرة بمحيط من الصهارة.

قال ريتشارد دبليو كارلسون، العالم الفخري في مختبر الأرض والكواكب التابع لمعهد كارنيجي للعلوم في واشنطن العاصمة: "أحد المخاوف التي كانت تشغلنا، كما تعلمون، أننا طورنا هذه القصة المفصلة (عن القمر) من جميع نتائج أبولو". لم يشارك في البحث الجديد.

وأضاف كارلسون: "والشيء الوحيد الذي ظل عالقًا في ذهني نوعًا ما هو ما إذا كان ذلك ينطبق فقط على منطقة أبولو من القمر".

هبطت بعثات أبولو التابعة لناسا في ستة مواقع قريبة نسبيًا من خط استواء القمر بين عامي 1969 و1972، بينما هبطت مركبة الفضاء تشانغ-5 في الزاوية الشمالية الغربية للقمر. وقد هبط المسبار القمري Chang'e-6 في موقع داخل حوض القطب الجنوبي-آيتكن المترامي الأطراف، وهو عبارة عن فوهة ارتطام تشكلت قبل حوالي 4 مليارات سنة.

والآن، يمكن لعينات تشانغ-6 أن تساعد العلماء على استكشاف الاختلافات بين الجانب القريب والبعيد من القمر، والتي تم اكتشافها سابقاً عن طريق الاستشعار عن بعد، من خلال كشف التاريخ البركاني للجانب البعيد، وذلك وفقاً لما قاله تشيو لي لي، المؤلف المراسل لورقة نيتشر البحثية وأستاذ باحث في مختبر الدولة الرئيسي لتطور الغلاف الصخري في معهد الجيولوجيا والجيوفيزياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم.

يواجه الجانب القريب من القمر الأرض دائمًا - وبالتالي كان من الأسهل دراسته - لأن القمر يستغرق نفس القدر من الوقت لإكمال مدار الأرض والدوران حول محورها: حوالي 27 يوماً.

وقال لي إن الأبحاث السابقة المستندة إلى الاستشعار عن بُعد كشفت أن الجانب البعيد من القمر له تضاريس مختلفة، وقشرة أكثر سمكًا، وتوزيع مختلف للبازلت، بالإضافة إلى تركيزات مختلفة من الثوريوم، وهو عنصر مشع موجود في الصخور.

وقال في رسالة بالبريد الإلكتروني: "لا يزال عدم التماثل بين الجانب القريب من القمر والجانب البعيد لغزاً لم يُحل".

درس لي وفريقه 108 شظايا بازلتية موجودة في عينتين صغيرتين من تربة الجانب البعيد من القمر. وقد وجد الباحثون من خلال دراسة اضمحلال نظائر الرصاص في العينات أن معظم الشظايا تشكلت قبل حوالي 2.8 مليار سنة. ومع ذلك، تشكلت شظية واحدة قبل حوالي 4.2 مليار سنة، وفقاً للبحث.

وكان عمر شظايا البازلت التي تمت دراستها في ورقة Science البحثية أيضاً 2.8 مليار سنة. وقال كارلسون إن نتائج الدراستين معاً تشير إلى أن القمر كان منصهرًا لفترة أطول مما كان يُعتقد في البداية.

"وقال كارلسون في رسالة بالبريد الإلكتروني: "ليس لدينا حقًا فكرة جيدة عن سبب كون القمر منصهرًا لفترة طويلة. "القمر جسم صغير جدًا، وكان ينبغي أن يبرد بسرعة كبيرة."

أشارت كلتا الورقتين البحثيتين إلى أن العينات لم تكن غنية ب KREEP، وهو اختصار يشير إلى البوتاسيوم (الرمز الكيميائي K) والعناصر الأرضية النادرة (REE) والفوسفور (P) التي تم العثور عليها في عينات قمرية أخرى من عصر أبولو.

وقال كارلسون إن عنصر KREEP مولد للحرارة، ووجوده يفسر سبب استمرار النشاط البركاني على القمر لفترة طويلة. وقال إنه من المثير للاهتمام أن عينات Chang'e-6 كانت خالية من العناصر المشعة.

الأبحاث المستقبلية لعينات تشانج إي-6

وقال نيل إن هذه التحاليل الأولية لعينات التربة القمرية تثير أسئلة ستستغرق المزيد من الوقت ودراسة عينات إضافية لمعالجتها.

قالت إدارة الفضاء الوطنية الصينية إنه يمكن للعلماء من خارج الصين التقدم بطلب لدراسة عينات التربة بعد عامين من وصول العينات إلى الأرض، وذلك بعد سابقة وضعتها ناسا منذ عقود مع بعثات أبولو.

انتهت رحلات أبولو القمرية في عام 1972، ولكن قالت ناسا إنها تتلقى حوالي 60 طلبًا بحثيًا للحصول على عينات كل عام. وقد تم نشر أكثر من 2,500 بحث علمي حتى عام 2015 باستخدام بيانات أبولو، وفقًا لوكالة الفضاء.

وقال لي إن الباحثين الأجانب مثل نيل قادرون بالفعل على التعاون مع نظرائهم الصينيين كجزء من فريق عمل.

وقال نيل إنه كان "مندهشاً بسرور" عندما طُلب منه أن يكون جزءاً من المشروع. ومع ذلك، أوضح أنه لم يتمكن من العمل على البحث إلا "بعد ساعات" لتجنب انتهاك تعديل وولف، وهو قانون أمريكي صدر عام 2011 يحظر استخدام الأموال الحكومية من قبل ناسا للتعاون الثنائي مع الصين أو وكالاتها دون إذن من الكونجرس أو مكتب التحقيقات الفيدرالي.

اقترح مدير وكالة ناسا بيل نيلسون في يوليو أن البحث في عينات تشانج 6 قد لا ينتهك تعديل وولف.

ورفضت وكالة الفضاء التعليق على الدراسات، لكنها قالت إنها تنسق مع الباحثين الأمريكيين الذين تقدموا بطلب للحصول على عينات القمر تشانج-5.

وقالت ناسا: "الوكالة على علم بأنه كجزء من عملية تقديم الطلبات أجرت وكالة الفضاء الوطنية الصينية مقابلات مع المتقدمين الدوليين للحصول على القرض، لكنها لم تعلن عن الاختيارات".

وقال لي إن الورقتين البحثيتين اللتين نُشرتا يوم الجمعة لم تكونا أول بحث عن عينات تشانغ-6. فقد نُشرت ورقة بحثية في سبتمبر وصفت العينات ولكنها لم تحدد تاريخها.