چانگ ای 5 تأیید می‌کند که ماه بیش از آنچه تصور می‌شد از نظر آتشفشانی فعال بوده است!!

نمونه‌های این مأموریت، جوان‌ترین صخره‌های قمری هستند که تا به حال پیدا شده‌اند و دانشمندان را در شگفت می‌دارد که چگونه ماه به مدت طولانی گرم ماند.

ماموریت چانگ ای 5 در 1 دسامبر روی ماه فرود آمد و 48 ساعت بعد با انبوهی از سنگهای ماه از ماه برخاست.

مرکز مهندسی اکتشاف و فضایی آژانس ملی فضایی چین (CNSA)

در دسامبر 2020، ماموریت چانگ ای 5 چین Oceanus Procellarum – منطقه‌ای از ماه که زمانی دشت وسیعی از گدازه مذاب بود را  کاوش کرد. این سایت برای دهه‌ها توسط دانشمندان مورد هدف قرار گرفته بود: جالب است بدانید که سطح آن تا حدودی به صورت پراکنده دارای دهانه‌های برخوردی است و نشان می‌دهد که آخرین سیل گدازه آن به تازگی (از نظر ماه) رخ داده است. تعیین سن آن یکی از اولویت‌های اصلی ماموریت بود.

در مجموع، فرودگر چانگ ای 5  3.8 پوند (1.7 کیلوگرم) مواد قمری را حفر و جمع‌آوری کرد و  در 16 دسامبر 2020 به علفزارهای مغولستان برگشت – اولین صخره‌های ماه از سال 1976 به زمین بازگشتند. سپس مخزن جمع‌آوری و بین چندین گروه تحقیق تقسیم شد. اکنون، تقریباً ده ماه بعد، دانشمندان شروع به گزارش آنچه کرده‌اند که در نمونه‌ها یافته‌اند.

اولین مقاله علمی مهم با جزئیات یافته‌های ماموریت امروز در Science منتشر شد. براساس تجزیه و تحلیل تیم، نمونه‌ها جوانی نسبی سنگ‌های آتشفشانی محل فرود را تأیید می‌کنند: 1.96 بیلیون سال قدمت، چند ده میلیون سال طول می‌کشد. این نمونه‌ها حدود یک بیلیون سال جوانتر از نمونه‌های آتشفشانی ماه است که توسط ماموریت‌های آپولو و ماموریت‌های روباتیک شوروی لونا بازگردانده شده است.

این یافته نشان می‌دهد که آتشفشانها روی ماه در حدود 2 بیلیون سال پیش در حال فوران بوده‌اند – که این امر به درک ما از چگونگی شکل‌گیری اجسامی مانند سیارات و قمرها کمک می‌کند. دانشمندان تصور می‌کنند که وقتی چنین اجسامی جوان هستند، اورانیوم رادیواکتیو و توریم در اعماق آن فرو می‌روند. اینها به تدریج می‌پوسند و گرما را آزاد می‌کنند که در جسم بزرگی می‌تواند گوشته را برای بیلیون‌ها سال گداخته نگه دارد. اما مدل‌ها نشان می‌دهند که جسمی به اندازه ماه باید تمام گرمای خود را به سرعت از دست بدهد.

الکساندر نمچین، ژئوشیمیست در دانشگاه کرتین در پرت، استرالیا  و یکی از رهبران تیم می‌گوید: “ما همیشه می‌گفتیم که بازالتهای 3 بیلیون ساله به اندازه کافی منصفانه است، احتمالاً می‌تواند با این پوسیدگی رادیواکتیو پایدار بماند.” به او می‌گوید اما 2 بیلیون سال برای مدلهای فعلی بسیار جوان است – “بنابراین ما اکنون با مشکلی روبرو شده‌ایم.”

با این وجود، براد جولیف، یکی از دانشمندان سیاره‌ای و کانی‌شناس دانشگاه واشنگتن در سنت‌لوئیس می‌گوید: نتیجه دقیقاً همان چیزی است که دانشمندان هنگام انتخاب محل فرود کاوشگر به آن امیدوار بودند. “در واقع نشان می‌دهد که هدف اصلی علم محقق شده است – و این بسیار عالی است.”

مرحله صعود چانگ ای 5 در این تصویر درست پس از خروج کپسول بازگشت و ذخیره نمونه‌های آن برای سفر به زمین دیده می‌شود.

مرکز مهندسی اکتشاف و فضایی آژانس ملی فضایی چین (CNSA)

تیم بین‌المللی که این مطالعه را انجام داده است شامل مرکز SHRIMP پکن است. جولیف می‌گوید: “آنها یکی از بهترین آزمایشگاه‌های جهان را دارند.” “این آزمایشگاه واقعاً با کیفیت بالا، با استفاده از بهترین ابزار دقیق و پیشرفته است.”

دو تیم خاک قمری چانگ ای 5 به تیم اختصاص داده شد و دو قطعه کوچک که سنگ بازالت بودند، منشأ آتشفشانی داشتند. سپس آنها ایزوتوپ‌های مختلف سرب را که توسط واکنش اورانیوم رادیواکتیو و توریم تولید می‌شوند، مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. از آنجا که این فرایندها با سرعت قابل پیش‌بینی اتفاق می‌افتد، تجزیه و تحلیل میزان وجود هر یک از ایزوتوپ‌ها نسبت به یکدیگر به تیم اجازه می‌دهد تا سن نمونه‌ها را تعیین کنند.

اندازه‌گیری ایزوتوپ سرب علاوه بر افشای سن خود محل فرود، به محققان کمک می‌کند تا تکنیکی کاملاً متفاوت برای درک تاریخ ماه را بهبود بخشند: شمارش دهانه‌های برخوردی.

این تأثیرات در دوران جوانی منظومه شمسی بسیار رایج بود و سرانجام خنثی شد – اما دانشمندان دقیقاً نمی‌دانند که این امر چقدر سریع اتفاق افتاد. اندازه‌گیری سن سطح ماه و سپس شمارش تعداد دهانه‌ها در یک ناحیه معین از آن سطح به محققان اجازه می‌دهد تا رابطه‌ای را که می‌تواند بر روی سطوح دیگر اعمال شود، تنظیم کنند: هرچه دهانه‌های بیشتری داشته باشد، قدیمی‌تر است.

تا به امروز، دقیق‌ترین اندازه‌گیری سن سطح ماه با نمونه‌های سنگ 3 بیلیون سال یا بیشتر از ماموریت‌های آپولو و ماموریت‌های روباتیک لونا مرتبط بوده است. نمونه‌های آپولو همچنین به محققان این امکان را می‌دهد تا سنهایی را برای دهانه‌های جوان برخوردی استنباط کنند که در یک بیلیون سال گذشته شکل گرفته‌اند.

جولیف می‌گوید: “بنابراین ما نمونه‌های را کمتر از یک بیلیون و اقلام قدیمی‌تر از 3 بیلیون دریافت کردیم.” “[اما] این فاصله بزرگ 2 بیلیون سال – از 1 تا 3 بیلیون سال پیش – وجود دارد که ما هیچ سطح کالیبره شده‌ای نداشتیم. و بنابراین این نتیجه اکنون آن سن را به ما می دهد – و درست در وسط است! “

نمونه‌های چانگ ای 5 اکنون به عنوان یک نقطه داده کلیدی در کالیبراسیون تکنیک زمان‌بندی دهانه در محدوده سنی متوسط ​​عمل می‌کنند.

بازنویسی تاریخ قمری

در حالی که این نتیجه برای تاریخچه دهانه‌های برخوردی روشن می‌شود، درک ما از چگونگی پرتاب ماگما از سطح ماه در 2 بیلیون سال پیش مبهم‌تر است – هیچ منبع روشن گرما وجود ندارد.

ساده‌ترین توضیح این است که تعداد بیشتری از مواد معدنی رادیواکتیو در اعماق ماه نسبت به  مدل‌های پیش بینی شده دفن شده‌اند. اما تیم می‌گوید اندازه‌گیری ایزوتوپ سرب هیچ نشانه‌ای ندارد که نمونه‌های چانگ ای 5 در اصل حاوی اورانیوم یا توریم بیشتری نسبت به نمونه‌هایی از مناطق بازدید شده توسط آپولو و لونا باشد.

نمچین می‌گوید اگر مواد معدنی داخل ماه با آنچه دانشمندان تصور می‌کردند متفاوت بوده و بتوانند در دمای پایین ذوب شوند، شاید مواد رادیواکتیو دفن شده هنوز بتواند وجود آتشفشانی دیرهنگام را توضیح دهد. اما ممکن است توضیحات جایگزین موردنیاز باشد.

یکی از این فرضیه‌ها گرمایش جزر و مدی است. شاید نیروی جزر و مدی جاذبه زمین باعث کشش و تغییر شکل ماه شود، آن را گرم کرده و مذاب نگه دارد. هنگامی که ماه جوانتر بود، به دور زمین می‌چرخید که این تأثیر را افزایش می‌داد.

برای آزمایش هر یک از سناریوها نیاز به تجزیه و تحلیل بیشتر نمونه‌ها و همچنین مدل‌سازی دقیق است. اما یک چیز مسلم است، به گفته محققان: نمونه‌های چانگ ای 5-و چشم‌انداز ماموریت‌های بازگشت نمونه بیشتر در آینده نزدیک-احتمالاً موج جدیدی از علاقه به آتشفشان ماه را برانگیخته است.

منبع:

The Moon was volcanically active longer than thought, Chang’e 5 confirms

By Mark Zastrow  |  Published: Thursday, October 7, 2021

https://astronomy.com/news/2021/10/the-moon-was-volcanically-active-longer-than-thought-change-5-finds