أخاديد القمر تكشف أسرار التصادمات القديمة

تشكيل الأخاديد القمرية： اكتشافات جديدة

منذ حوالي 3.8 مليار سنة مضت، من المحتمل أن يكون أخدودان ضخمان قد تشكلا على سطح القمر في فترة تقل عن 10 دقائق، وفقًا لبحث جديد.

موقع الأخاديد على سطح القمر

وتوجد التكوينات غير العادية، التي يضاهي حجم كل منها حجم الوادي الكبير على الأرض، على الجانب البعيد من القمر - الجانب الذي يواجه الأرض دائماً - بالقرب من القطب الجنوبي للقمر، حيث تهدف مهمة أرتميس 3 التابعة لناسا إلى إنزال البشر في أواخر عام 2026.

أسباب تشكل الأخاديد القمرية

وكلا الأخاديد القمرية جزء من حوض تصادم شرودنغر الأكبر، حيث اصطدم جسم لم يتم تحديده بعد بالقمر منذ مليارات السنين. ومن المحتمل أن يكون هذا الارتطام الهائل قد أدى أيضاً إلى نشوء الأخاديد، وفقاً لدراسة جديدة نُشرت يوم الثلاثاء في مجلة Nature Communications.

كانت الطاقة المنطلقة التي خلقت الأخاديد أقوى بـ 1200 إلى 2200 مرة من طاقة الانفجار النووي التي كان من المقرر أن تحفر قناة بنما الثانية، حسب تقدير مؤلفي الدراسة.

أهمية دراسة الأخاديد لفهم تاريخ القمر

يمكن للبعثات المستقبلية أن تزور الحوض وتأخذ عينات من الصخور لمساعدة العلماء على فهم الأصول الغامضة للقمر وتاريخه بشكل أفضل. كما يمكن أن تكشف دراسة القمر أيضاً عن الظروف التي كانت سائدة في وقت مبكر من النظام الشمسي عندما اصطدمت الكويكبات وغيرها من الحطام الصخري بالكواكب والأقمار.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة الدكتور ديفيد كرينغ، العالم الرئيسي في معهد القمر والكواكب، وهو معهد تابع لجمعية أبحاث الفضاء الجامعية، في رسالة بالبريد الإلكتروني: "لقد تم محو سجل القصف المبكر للنظام الشمسي من الأرض". "لقد تم تدميرها بسبب التعرية والصفائح التكتونية والعمليات الجيولوجية الأخرى. إذا أردنا (أن) نفهم كيف أثرت أحداث التصادم على الأرض في وقت مبكر، علينا أن نجمع عينات من أماكن على القمر مثل حوض شرودنغر وأوديته."

Loading image...

تحليل الأخاديد： بيانات وملاحظات

الأحاديد والوديان التي تشكلت بواسطة خطوط الحطام الصخري المنبعثة من حوض شرودنعر.

تقنيات تحليل الصور والبيانات

لطالما عرف الجيولوجيون القمريون أن الأخاديد التي ظهرت في الدراسة الجديدة، والتي تسمى فاليس شرودنغر وفاليس بلانك، كانت كبيرة بشكل خاص. ومع ذلك، تمكن فريق البحث الذي أعد التقرير الأخير من تحليل صور المعالم الجيولوجية الضخمة باستخدام الصور وبيانات الارتفاعات التي التقطتها مركبة الاستطلاع القمري التابعة لناسا، التي تدور حول القمر منذ عام 2009. وأتاحت البيانات للفريق بناء خرائط للمنطقة، بما في ذلك الحوض ومحيطه.

مقارنة الأخاديد مع غراند كانيون

وأظهرت القياسات أن هذين الأخدودين متشابهان في العرض والطول مع غراند كانيون. يبلغ طول فاليس شرودنغر 168 ميلاً (270 كيلومتراً) وعمقه 1.7 ميل (2.7 كيلومتر)، ويبلغ طول فاليس بلانك 174 ميلاً (280 كيلومتراً) وعمقه 2.2 ميل (3.5 كيلومتر).

قال كرينغ: "لقد قمتُ بتدريب الطلاب ورواد الفضاء على مقربة من غراند كانيون، وقمتُ بعدة رحلات نهرية عبره، لذلك أدركتُ أن غراند كانيون وسيلة مهمة لمساعدة الناس على فهم الحجم الدرامي للمناظر الطبيعية للقمر".

كما ساعدت بيانات المركبة الفضائية الباحثين في تحديد المسافات على طول كل وادٍ من نقطة الارتطام. قال كرينغ إن الفريق استخدم المسافات في حسابات التصادم لمعرفة سرعات الصخور التي أنتجت الأخاديد وأحجام المواد في تلك التيارات الصخرية.

Loading image...

أحداث التصادم وتأثيراتها

مكنت هذه الحسابات الباحثين من تجميع ما يعتقدون أنه حدث قبل 3.8 مليار سنة خلال الوقت الذي كانت فيه الكويكبات والمذنبات تقصف الأرض والقمر.

سرعات الصخور وتأثيرات الارتطام

قال كرينغ: "منذ ما يقرب من أربعة مليارات سنة مضت، حلق كويكب أو مذنب فوق القطب الجنوبي للقمر، ومرّ بقمم جبال مالابيرت وموتون واصطدم بسطح القمر". "قذف الارتطام تيارات عالية الطاقة من الصخور التي نحتت واديين... في أقل من 10 دقائق."

وعلى سبيل المقارنة، استغرق الأمر من 5 إلى 6 ملايين سنة لتآكل المناظر الطبيعية في ولاية أريزونا لإنشاء غراند كانيون.

من المحتمل أن يكون الجرم السماوي الذي اصطدم بالقمر قد اصطدم بسرعة تزيد عن 34,000 ميل في الساعة (حوالي 55,000 كيلومتر في الساعة). وقد أدى الارتطام إلى تكوين حوض شرودنغر، الذي يبلغ عرضه حوالي 200 ميل (320 كيلومترًا)، بينما دفع أيضًا الحطام الذي حفر أخاديد عميقة تؤدي بعيداً عن الحوض.

بعد ذلك، من المرجح أن الحطام المقذوف الذي أنشأ الأخاديد ارتفع فوق سطح القمر ثم اصطدم به بسرعة حوالي 2237 ميلاً في الساعة (3600 كيلومتر في الساعة). ووفقاً للدراسة، فإن هذه الفوهات الثانوية المصدومة شكلت الأخاديد.

فهم تاريخ القمر من خلال الفوهات

كانت طاقة الارتطامات التي خلقت الأخاديد على نطاق هائل. ويقدر مؤلفو الدراسة أنها كانت أكبر بأكثر من 700 مرة من إجمالي طاقة اختبارات التفجيرات النووية التي أجرتها الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي السابق والصين. كما كانت طاقة الانفجارات أكثر تدميراً بحوالي 130 مرة من الطاقة التدميرية الموجودة في المخزون العالمي للأسلحة النووية، وفقاً للدراسة.

أهمية الفوهات القمرية في الأبحاث الجيولوجية

وفي حين أن العديد من الفوهات الارتطامية على الأرض قد اختفت منذ فترة طويلة بسبب التآكل والعوامل الطبيعية الأخرى، إلا أن فوهات القمر يمكن أن تساعد الباحثين على فهم أفضل لما حدث على الأرض منذ مليارات السنين.

قال المؤلف المشارك في الدراسة غاريث كولينز، أستاذ علوم الكواكب في إمبريال كوليدج لندن، في بيان: "تشبه فوهة شرودنغر في العديد من النواحي فوهة تشيكشولوب القاتلة للديناصورات على الأرض". وأضاف: "من خلال إظهار كيفية نحت أخاديد شرودنغر التي يبلغ عمقها (كيلومترات)، ساعد هذا العمل في تسليط الضوء على مدى قوة القاذفات الناتجة عن هذه الارتطامات."

Loading image...

استكشاف القمر： آفاق المستقبل

يعتقد نوح بيترو، عالم مشروع ناسا لكل من المركبة القمرية الاستطلاعية المدارية ومركبة أرتميس 3، التي تهدف إلى إنزال البشر على سطح القمر لأول مرة منذ عام 1972، أن الورقة البحثية تقدم فرضية جيدة لكيفية تشكل الأخاديد. لم يشارك بيترو في الدراسة.

قال بيترو: "ما تم تقديمه في الورقة البحثية هو فرضية واحدة تربط بين الحفر الثانوي وهذه الحفر التي تشع بعيداً عنها". "أعتقد أن الشيء المثير للاهتمام الذي تقوم به الورقة البحثية هو هذا الربط بالعودة إلى نقطة واحدة، ومن ثم وضع فرضية لما يعنيه ذلك بالنسبة لتكوين وهندسة تكوين الحوض. إنهم يستخدمون الملاحظات الحديثة من مركبة فضائية تدور حول القمر منذ أكثر من 15 عامًا لإعادة بناء حدث وقع قبل 3.8 مليار سنة.
وهذا أمر مثير دائمًا لأننا نقوم بتقشير طبقات الزمن المحفوظة لنا على القمر بشكل جيد جدًا."

بعثات أرتميس واستكشاف القطب الجنوبي

قال بيترو إن القطب الجنوبي للقمر مليء بالألغاز الجيولوجية التي يتوق العلماء إلى استكشافها.

وقال بيترو إن حوض تصادم شرودنغر، وهو أحد أصغر وأكبر فوهات التصادم على القمر، يقع على بعد بضع مئات الكيلومترات من أقدم وأكبر حوض تصادم على القمر.

يقع شرودنغر في المناطق الخارجية لحوض القطب الجنوبي-أيتكن، الذي تخطط بعثات أرتميس المستقبلية المأهولة باستكشافه.

ويُقدّر عمر حوض القطب الجنوبي-آيتكن بحوالي 4.3 مليار سنة، لكن عينات الصخور فقط هي التي ستتمكن من إثبات ما إذا كان الأمر كذلك، كما قال بيترو.

وقال: "من المحتمل أن يمشي أول رواد الفضاء الذين سيسيرون في القطب الجنوبي على أقدم الصخور التي استكشفها البشر على الإطلاق".

تُظهر الدراسة الجديدة أن الحطام القمري الذي حفرته الارتطامات التي خلقت حوض شرودنغر وأوديته قد تشعّب بشكل غير متناظر، مما أدى إلى توزيعه بعيداً عن القطب الجنوبي للقمر، بدلاً من دفن المنطقة. وقال كرينج إن هذا يعني أن أي صخور يجمعها رواد فضاء أرتميس ستوفر لمحات عن تاريخ القمر المبكر.

يخطط كرينغ وفريقه لمواصلة دراسة المواقع التي من المحتمل أن تستكشفها البعثات المستقبلية.

Loading image...

أهمية جمع العينات من الأخاديد

سيهدف فريق درابر للهبوط على سطح القمر إلى الهبوط في حوض شرودنغر في عام 2026 في إطار مبادرة ناسا لخدمات الحمولة القمرية التجارية، وهي جزء من برنامج أرتميس. وستقوم البعثة الروبوتية بإيصال أجهزة قياس الزلازل لدراسة النشاط التكتوني داخل القمر، من بين أهداف علمية أخرى.

قال بيترو: "الجانب البعيد من القمر هو مجال المستكشف". "سواءً كانت بعثة روبوتية أو بعثة رواد فضاء تذهب إلى القمر، فإن حوض شرودنغر لم يسبق أن شاهدته أو زارته بعثة. نحن متعمقون في استكشاف هذه الفوهات الكبيرة لأنها فريدة من نوعها. فهي عبارة عن جرافات عملاقة حفرت سطح القمر وكشفت عن مواد من تحته، لذلك أصبحت أهدافاً مقنعة للغاية."

يرى كرينغ قيمة في جمع عينات من الحوض والأودية للمساعدة في تحديد ما إذا كان العمر التقديري لكليهما صحيحاً، بالإضافة إلى دراسة المواد القمرية القديمة التي ساعدا في جلبها إلى السطح.

وقال: "إذا كان رائد الفضاء قادرًا على جمع عينات من حواف الأخاديد، فسيجمع عينات من عمق يصل إلى 3 كيلومترات (1.9 ميل) تحت السطح".

وسيكون رواد الفضاء قادرين على رؤية مناظر مذهلة.

وقال كرينج: "روعة الأخاديد مثيرة للغاية لدرجة أنها لو كانت مكشوفة على الأرض لكانت حدائق وطنية أو دولية".