بازنویسی تاریخ "ماه" با نمونه‌های ماموریت چانگ ای-۵

چینی‌ها که طی ماموریت "چانگ‌ای-۵" موفق به بازگرداندن نمونه‌های ماه به زمین شده بودند، می‌گویند نمونه‌های آورده شده می‌تواند به بازنویسی تاریخ ماه کمک کند.

به گزارش واحد خبر مرکز مطالعات و پژوهش های فلکی نجومی به نقل از ایسنا و به نقل از چاینادیلی، دانشمندان چینی پس از تجزیه و تحلیل نمونه بازگردانده شده از ماه توسط ماموریت چانگ‌ای ۵، دریافته‌اند که "آتشفشان‌خیزی‌"های ماه حدود ۸۰۰ تا ۹۰۰ میلیون سال پس از آنچه تصور می‌شد این فرایند پایان یافته، نیز ادامه داشته است. آنها همچنین اظهار کردند بنابراین یافته‌ها تصور می‌شود ماه طی فرایندی بسیار کند و آهسته‌تر خنک شده است.

محققان موسسه زمین شناسی و ژئوفیزیک آکادمی علوم چین با بررسی سنگ‌های بازالت که در فوران‌های آتشفشانی شکل می‌گیرند دریافتند که نمونه‌های آورده شده از ماه که آنها در دست دارند نه تنها جوان‌ترین نمونه‌های به دست آمده از ماه هستند، بلکه داده‌های جدیدی در مورد ترکیب و محتوای آب درون ماه نیز ارائه داده و درک دانشمندان از تکامل ماه را نیز ارتقا می‌دهند.

چین ۲۳ نوامبر سال ۲۰۲۰ فضاپیمای بدون سرنشین خود را به سمت کره ماه پرتاب کرد. چین این فضاپیمای بدون سرنشین را با این هدف پرتاب کرد که این فضاپیما نمونه‌هایی از خاک و سنگ‌های ماه را به زمین بازگرداند. این اولین تلاش یک کشور برای آوردن نمونه از قمر طبیعی زمین از دهه ۱۹۷۰ تاکنون بود.

این کاوشگر پس از ۱۱۲ ساعت سفر، در تاریخ ۲۸ نوامبر به مدار ماه وارد شد. کاوشگر چانگ ای ۵ که در ۱۷ دسامبر ۲۰۲۰ به زمین بازگشت، در مجموع ۱۷۳۱ گرم نمونه که عمدتا سنگ و خاک بود را از سطح ماه جمع‌آوری کرده بود.

چین با این ماموریت موفقیت آمیز تبدیل به سومین کشوری شد که نمونه‌های قمری را چند دهه بعد از ایالات متحده و شوروی سابق به زمین آورده است. آخرین ماموریت بازگرداندن نمونه ماه مربوط به ماموریت" لونا۲۴"(Luna ۲۴)اتحاد جماهیر شوروی در سال ۱۹۷۶ بود.

"آتشفشان خیزی" نشانه این است که یک جسم آسمانی هنوز فعال است و مطالعه آتشفشان خیزی سیاره‌ای می‌تواند اطلاعاتی مهم درباره ترکیب عمیق و تکامل حرارتی یک سیاره را آشکار کند. آتشفشان خیزی‌های ماه بیشترین فعالیت را در قسمت پیدای ماه داشته و بنابر اطلاعات حدود ۱۷ درصد از سطح ماه را پوشانده بودند. سمت پیدای ماه نیم‌کره‌ای از سطح کره ماه است که به طور دائمی رو به سوی کره زمین قرار دارد.

آتشفشان‌خیزی(Volcanism) به پدیده فوران سنگ‌های مذاب(ماگما) بر روی سطح زمین، سیاره‌ها یا ماه گفته می‌شود که طی آن گدازه، سنگ‌های آذرآواری و گازهای آتشفشانی از راه شکافی که مجرای آتشفشان نامیده می‌شود، به بیرون پرتاب می‌گردد.

"لی ژیانهوآ"(Li Xianhua) زمین شیمی‌دان موسسه زمین شناسی و ژئوفیزیک گفت: دانشمندان همیشه تمایل داشتند زمان دقیق آغاز و پایان آتشفشان خیزی ماه و همچنین مکانیسم شکل‌گیری آتشفشان‌های اخیر را بفهمند.

عملیات تاریخ‌گذاری رادیوایزوتوپی نمونه‌های ماه که پیشتر توسط ماموریت‌های آپولو و لونا بازگردانده شده بود نشان می‌دهد که بیشتر فعالیت‌های آتشفشانی ماه حدود ۲.۹ میلیارد یا ۲.۸ میلیارد سال پیش متوقف شده است. این نمونه‌ها در ۳۰ درجه استوا ماه جمع‌آوری شده بودند که این موضوع به آن معناست که نمی‌توانند نمایانگر اطلاعات زیادی درباره بخش بزرگی از ماه باشند.

ماموریت چانگ ای ۵ چینی‌ها در بخشی از ماه موسوم به "اقیانوس طوفان‌ها"(دورتر از مناطقی که آپولو و لونا بر روی آن فرود آمده بودند)، فرود آمد و تصور می‌شود بخشی که ماموریت چینی‌ها بر روی آن فرود آمد، یکی از جوان‌ترین مناطق سطح ماه که دارای سنگ بازالت است، بوده باشد. دانشمندان از گاه شمار دهانه‌ای(یکی دیگر از روش‌های تاریخ‌گذاری براساس تعداد دهانه‌ها) برای پیش‌بینی وجود جریان گدازه بین سه میلیارد تا یک میلیارد سال پیش در ماه استفاده کردند.

پس از مطالعه ایزوتوپ‌های سنگ‌ها محققان تایید کردند که بازالت‌های بازگردانده شده از فوران گدازه مشابهی که حدود دو میلیارد سال پیش رخ داده، ایجاد شده و فرایند لحظه به پایان رسیدن فعالیت‌های آتشفشانی ماه را ۸۰۰ میلیون تا ۹۰۰ میلیون سال به تعویق انداخته است.

دانشمندان قبلا کشف کرده بودند که منطقه فعال آتشفشانی روی ماه دارای برخی عناصر  خاص تولید کننده گرما مانند پتاسیم ، عناصر کمیاب زمین و فسفر است. اعتقاد بر این است که این عناصر با آتشفشان خیزی سمت پیدای ماه ارتباط دارند.

اما محققان با بررسی نمونه‌های جدید حاصل از ماموریت چانگ ای ۵  دریافتند که محتوای بالای این عناصر در نمونه‌ها از گوشته ماه(جایی که معمولا گدازه تشکیل می‌شود) نشات نگرفته‌اند. یافته‌های آنها این فرضیه را که منبع گرما از عناصر تولید کننده گرمای رادیواکتیو بوده است را رد کرد. محققان نیز اظهار کردند برای درک تکامل حرارتی ماه نیاز به بررسی بیشتری است.

موضوع دیگری که محققان بررسی کردند محتوای آب نمونه‌ها بود. اعتقاد بر این است که ماه بسیار خشک است گرچه پیشتر برخی مطالعات وجود مولکول‌های آب در ماه را تاییده کرده‌اند. اما تجزیه و تحلیل اخیر  محققان نشان می‌دهد که گوشته عمیق ماه واقع در منطقه نمونه‌برداری ماموریت چانگ ای ۵، دو میلیارد سال پیش بسیار خشک‌تر از مناطق قدیمی دارای آتشفشان خیزی بوده است. آب مورد بحث مایع یا یخ نیست اما نشان دهنده وجود هیدروکسیل موجود در مواد معدنی است.

"یین چینگژو"(Yin Qingzhu) استاد کیهان شیمی دانشگاه کالیفرنیا دیویس آمریکا این یافته‌ها را یک دستاورد بزرگ که مدت‌ها در جهان منتظر آن بوده است، توصیف کرد.

وی گفت: اینکه چگونه ماه توانسته در این شرایط بسیار نامساعد فعالیت ماگمایی خود را تا دو میلیارد سال پیش حفظ کند، موضوع جدیدی در آینده خواهد بود. این یافته‌ها به آغاز مطالعات گسترده در زمینه علوم سیاره‌ای منجر خواهد شد.

یافته‌های این مطالعه در مجله نیچر (Nature) منتشر شده است.