ماه پیرتر از آن چیزی است که ما فکر می کردیم

نیم قرن از اولین قدم گذاشتن انسان به ماه می گذرد، اما سنگ های جمع آوری شده هنوز اطلاعات مهمی در مورد همسایه درخشان زمین نشان می دهد. برخی از این مطالب برای چندین دهه حفظ شده است تا زمانی که بتوانیم آن را با ابزارهای پیشرفته تر مطالعه کنیم. در حال حاضر، مواد حفظ شده از سال 1972 نشان می دهد که ماه میلیون ها سال پیرتر از آن چیزی است که قبلا تصور می شد.

دانشمندان با مطالعه سرنخ‌های اتمی محبوس شده در بلورهای زیرکون، یکی از قدیمی‌ترین کانی‌های باقی‌مانده از شکل‌گیری ماه، دریافتند که ماه حداقل 4.46 میلیارد سال سن دارد. این شماره در مجله منتشر شد نامه دیدگاه های ژئوشیمیاییکه باعث می شود سن ماه 40 میلیون سال بیشتر از تخمین های قبلی باشد. این دوران به تولد منظومه شمسی در 4.57 میلیارد سال پیش نزدیکتر است.

تعیین سن دقیق ماه می تواند به دانشمندان کمک کند تا توالی رویدادها را در روزهای اولیه منظومه شمسی کشف کنند. جنیکا گریر، اختر شیمی‌دان در دانشگاه گلاسکو و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: زمان‌بندی همه چیز است. منظومه شمسی ما برای مدت طولانی در اینجا بوده است، اما بسیاری از فرآیندهای پویا آن در چند میلیون سال اول رخ داده است.

زمانی که منظومه شمسی جوان بود، زمین در حال تولد ماه نداشت، بلکه سیاره ای داشت که به دور خورشید اولیه می چرخید. اما روزهای اولیه زمین اصلاً صلح آمیز نبود. دانشمندان بر این باورند که در اوایل تاریخ سیاره ما، یک شی به اندازه مریخ به زمین اولیه برخورد کرد و هر دو جهان را از هم جدا کرد.

گرمای این برخورد همه چیز (زمین جوان و سیاره ویران شده آن) را به مایع تبدیل کرد و این دو جسم با هم یکی شدند. توپی از سنگ مایع از توده خارج شد، در یک مدار ثابت به دام افتاد و در نهایت سرد شد و ماه را تشکیل داد.

  راهنمای خرید گوشی موبایل از ٣ تا ۶۰ میلیون تومان

مواد داخل ماه به دو لایه پوسته و گوشته جدا می شوند. کانی های جدیدی از سنگ های مذاب به وجود آمدند و زیرکون یکی از آخرین کانی های این مرحله بود. مرحله ای که ماه را به شکلی که امروز می شناسیم به دنیا آورد.

ماه پیرتر از آن چیزی است که ما فکر می کردیم
ماه کامل بر فراز صخره های یخی خلیج دیسکو، گرینلند. با مطالعه نمونه هایی از برنامه آپولو، دانشمندان دریافتند که پوسته ماه حداقل 40 میلیون سال زودتر از آنچه ما فکر می کردیم تشکیل شده است.
Marcin Dubas، مجموعه تصاویر NAT GEO

اتم ها را بشمار

به دلیل سختی، زیرکون یک ماده معدنی محبوب در بین دانشمندان است. این کریستال‌ها با اندازه چند میکرون می‌توانند میلیاردها سال در برابر فرسایش مقاومت کنند و اسرار زمین‌شناسی را که از آن بیرون آمده‌اند حفظ کنند. آنها همچنین می توانند ایزوتوپ های اورانیوم را از محیط خود در طول تشکیل خود جذب کنند. این ایزوتوپ ها زمان سنج هایی هستند که از لحظه کریستال شدن زیرکون تولید می شوند.

ایزوتوپ های اورانیوم با سرعت قابل پیش بینی به سرب تبدیل می شوند. با شمارش تعداد اتم‌های سرب تشکیل‌شده و تعداد اتم‌های اورانیوم باقی‌مانده، دانشمندان می‌توانند بفهمند که چقدر از زمان تشکیل زیرکون جامد از مواد مذاب می‌گذرد.

نویسندگان مقاله زیرکون محصور شده در یک نمونه سنگ از ماموریت آپولو 17 در سال 1972 را کاوش کردند و یک نقشه سه بعدی از اتم ها ایجاد کردند. سرشماری ایزوتوپ های سرب نشان داد که ماه 4.46 میلیارد سال سن داشته است. این مسن ترین سنی است که تاکنون برای همسایه زمین محاسبه شده است.

پیش از این در سال 2021، همکاران گریر، بیدونگ ژانگ و آدری بوویر این سن را محاسبه کردند. اما گزارش آنها تردیدهایی را برانگیخت. منتقدان به این واقعیت اشاره می‌کنند که اتم‌های سرب تمایل دارند از طریق حرکت در سنگ، نقاطی با غلظت بالا یا پایین ایجاد کنند. این احتمال وجود دارد که با مشاهده قسمت های مختلف سنگ، با مکان هایی با غلظت ناهموار سرب مواجه شویم و سن زیرکون را اشتباه محاسبه کنیم.

برای آرام ، این انتقادات، بوویه به تیم گریر روی آورد تا دوباره اتم ها را محاسبه کند. آنها این بار از یک اسکنر یونی استفاده کردند که می تواند از سنگ ها با وضوح فضایی بالاتری نسبت به اسکنر مطالعه قبلی نمونه برداری کند. یک اسکنر دقیق تر به تیم این امکان را می داد که مناطق نانومقیاس حاوی تعداد زیادی یا چند اتم سرب را شناسایی کند. البته اگر چنین نکاتی وجود داشته باشد. اما چیزی پیدا نکردند.

نمونه هایی از ماه در ماموریت آپولو 17 گرفته شده است
مجموعه ای از نمونه مورد استفاده برای تعیین سن ماه در ماموریت آپولو 17. در این عکس فضانورد هریسون اشمیت را در حین ماموریت می بینیم که پوشیده از غبار ماه است.
ناسا

فیلیپ هک، نویسنده مطالعه و اخترفیزیکدان در موزه فیلد و دانشگاه شیکاگو، می‌گوید: «در این زیرکون، همه چیز یکنواخت بود، بنابراین ما نیازی به نگرانی در مورد آن نداشتیم. این نتیجه صحت سن محاسبه شده ماه را که 4.46 میلیارد سال است تایید کرد.

  تصویر روز ناسا: شفق قطبی بر فراز جورجیا

ملانی باربونی، ژئوشیمیدان دانشگاه ایالتی آریزونا که در این تحقیق شرکت نداشت، گفت: «این یک مطالعه بسیار خوب است. باربونی ایزوتوپ های نمونه های ماه را مطالعه کرد و کشف کرد که درون ماه برای اولین بار 4.51 میلیارد سال پیش به لایه های جداگانه تقسیم شده است. این مرحله پس از آخرین مراحل تشکیل پوسته در مطالعه جدید بود.

باربونی می گوید که تحقیقات جدید با یافته های او مطابقت دارد. او می‌گوید: «بسیاری از تحقیقات می‌گویند، برای مثال، ماه کمتر از 4.3 میلیارد سال پیش شکل گرفته است. این به وضوح با توجه به این داده ها امکان پذیر نیست.

تاریخچه ماه و زمین

تعیین زمان جامد شدن ماه به محققان آینده یک نقطه مرجع برای مدل‌سازی تکامل ماه می‌دهد. گریر می گوید: «کرونولوژی به ما کمک می کند همه چیز را در پس زمینه قرار دهیم. به این ترتیب، ما می‌توانیم فرآیندهای موجود را درک کنیم.» دانستن اینکه چه اتفاقی در زمان شکل‌گیری ماه افتاد، می‌تواند توضیح دهد که چرا ماه زمین به شکل امروزی است.

فایده اصلی مطالعه ماه در حقایقی است که در مورد زمین به ما می گوید. سرنوشت زمین و ماه، به عنوان شرکای آسمانی از یک مبدأ، به هم گره خورده اند. اما زمین فعال آتشفشانی، مانند جنایتکار، علاقه زیادی به دفن و از بین بردن شواهدی از گذشته خود دارد. ماه شریک صادق تری است. فقدان فعالیت در پوسته زمین به این معنی است که شواهد زمین شناسی می تواند برای مدت طولانی روی سطح باقی بماند.

نمونه ای از کانی زیرکون ماه
تصویر اسکن میکروسکوپی دانه های زیرکون از نمونه ماه.
جنیکا گریر، دانشگاه گلاسکو

دانشمندان می توانند به شواهد موجود در ماه نگاه کنند و استنباط کنند که ممکن است در همان زمان چه اتفاقی برای زمین افتاده باشد. برای مثال، گریر می‌گوید، در برخورد سرنوشت‌سازی که ماه را ایجاد کرد، زمین غیرقابل سکونت شد – هیچ چیز نمی‌توانست از فاجعه‌ای به این بزرگی جان سالم به در ببرد – و تمام آب آن تبخیر شد. در آن صورت، آب باید در آن زمان به زمین بازگشته باشد، شاید در هسته سیارک هایی که به زمین برخورد کرده اند. این سیارک ها همچنین می توانند بقایای روی ماه بر جای بگذارند.

  با ثروتمندترین ستاره های سریال «بازی تاج و تخت» آشنا شوید.

در حالی که مطالعه جدید شکل‌گیری پوسته ماه را حداقل 4.46 میلیارد سال پیش نشان می‌دهد، کل فرآیند، از برخورد سیاره‌ای تا انجماد نهایی، هزاران سال طول کشید. زیرکون آخرین بقایای اقیانوس مذاب ماه، آخرین اقدام از آغاز خشونت آمیز ماه و آغاز دوران آرام تر آن است.

هک و باربونی تعجب نخواهند کرد اگر تحقیقات آینده زیرکن‌های قدیمی‌تری را پیدا کند که سن ماه را بالا می‌برد. ممکن است کریستال قدیمی‌تری در طاق نمونه ناسا وجود داشته باشد، اگرچه هک می‌گوید این بسیار نادر است. ممکن است کریستال‌های بیشتری در ماه وجود داشته باشد که انسان‌ها هنوز نتوانسته‌اند آن‌ها را بگیرند.

چندین ماموریت برای بازیابی نمونه‌هایی از بخش‌های ناشناس ماه طراحی شده‌اند. در سال 2024، چین یک ماموریت روباتیک به ماه می فرستد تا نمونه هایی را از سمت دور ماه بیاورد. همچنین در سال 2025، ماموریت آرتمیس 3 ناسا انسان ها را در قطب جنوب ماه فرود خواهد آورد. سنگ های جدید جمع آوری شده در این مکان ها می توانند به تکمیل داستان منشا ماه کمک کنند.

منبع: https://digiato.com/science/moon-is-older-than-what-we-thought