القمر ، أقرب جيراننا الكونيين ، والجسم الآخر الوحيد في النظام الشمسي الذي وطأته أقدام البشر ، معروف جيدًا لنا. نحن نعلم أنه لا يوجد هواء عمليًا. نحن نعلم أن هناك جليد مائي ، لكن لا يوجد ماء سائل.
لذلك يمكنك أن تفهم سبب حيرة العلماء عند اكتشاف الهيماتيت على القمر ، لأن الهيماتيت هو شكل مؤكسد من الحديد ، والذي يتطلب ، هنا على الأرض ، وجود كل من الهواء والماء.
خاصة وأن القمر يتعرض باستمرار للقصف بتيار من الهيدروجين من الرياح الشمسية ، أ الحد من وكيل التي “تتبرع” إلكتروناتها للمواد التي تتفاعل معها. تحدث الأكسدة بسبب فقدان الإلكترونات – لذلك حتى لو كانت جميع العناصر الصحيحة موجودة لحدوث الأكسدة ، فإن الرياح الشمسية يجب أن تلغيها.
“إنه محير للغاية ،” قال عالم الكواكب شواي لي من جامعة هاواي في مانوا. “القمر هو بيئة رهيبة لتكوين الهيماتيت.”
خريطة محسنة للهيماتيت عند القطب الشمالي للقمر. (شواي لي)
تم اكتشاف الهيماتيت المعني في البيانات التي تم جمعها بواسطة مركبة Chandrayaan-1 المدارية التابعة لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية. يستخدم مخطط معادن القمر (M3) الذي صممه مختبر الدفع النفاث التابع لناسا التصوير الفائق الطيفي لإجراء تحليل طيفي حبيبي ، مما يعطي تفصيلاً مفصلاً للتركيب المعدني لسطح القمر.
بهذه الطريقة ، حدد لي وزملاؤه رواسب الجليد على خطوط العرض العالية حول قطبي القمر في عام 2018. ولكن عندما كان يفحص البيانات ، لاحظ لي شيئًا غريبًا.
“عندما فحصت بيانات M3 في المناطق القطبية ، وجدت أن بعض الميزات والأنماط الطيفية تختلف عن تلك التي نراها في خطوط العرض السفلية أو عينات أبولو ،” Li said.
“كنت أشعر بالفضول لمعرفة ما إذا كان من الممكن أن تكون هناك ردود فعل صخرية مائية على القمر. بعد شهور من التحقيق ، اكتشفت أنني أرى توقيع الهيماتيت.”
الأمر الذي أثار سؤالًا كبيرًا: كيف وصل الأمر إلى هناك؟ حسنًا ، يمكن أن يكمن تلميح كبير في كيفية توزيع الهيماتيت. إنه يتوافق بشكل كبير مع آثار المياه التي تم تحديدها مسبقًا وربطها بالتأثيرات. يعتقد العلماء أنه يمكن خلط جليد الماء مع الثرى القمري ، وحفره وصهره خلال أحداث الاصطدام.
يوجد الهيماتيت أيضًا في الغالب على جانب القمر المواجه للأرض دائمًا. هذا ، وفقًا للباحثين ، مثير للاهتمام حقًا.
“المزيد من الهيماتيت على الجانب القريب من القمر يشير إلى أنه قد يكون مرتبطًا بالأرض ،” Li said.
“هذا ذكرني باكتشاف بعثة Kaguya اليابانية أن الأكسجين من الغلاف الجوي العلوي للأرض يمكن أن ينفخ إلى سطح القمر بواسطة الرياح الشمسية عندما يكون القمر في ذيل الأرض المغناطيسي. لذلك ، يمكن أن يكون الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي للأرض هو العامل المؤكسد الرئيسي لإنتاج الهيماتيت. “
أثناء اكتمال القمر ، يكون القمر الصناعي في الأرض ذيل مغناطيسي، المنطقة الخلفية للغلاف المغناطيسي بعيدًا عن الشمس. في هذه الأوقات ، يتم منع أكثر من 99 في المائة من الرياح الشمسية من الوصول إلى القمر ، مما يعني أن عامل تقليل الهيدروجين المزعج لا ينمو في عملية الأكسدة.
اجمع بين هذه المكونات الثلاثة – كميات دقيقة من الماء الجزيئي ، وكميات دقيقة من الأكسجين ، ونافذة زمنية قصيرة كل شهر يمكن أن يتشكل فيها الصدأ بحرية – وعلى مدى بضعة مليارات من السنين ، يمكنك الحصول على الهيماتيت على القمر.
هذا لا يعني أن اللغز قد تم حله تمامًا.
“من المثير للاهتمام ، أن الهيماتيت ليس غائبًا تمامًا عن الجانب البعيد من القمر حيث ربما لم يصل الأكسجين الموجود على الأرض أبدًا ، على الرغم من أنه لوحظ عدد أقل بكثير من التعرض ،” Li said.
“قد تكون الكمية الضئيلة من الماء التي لوحظت عند خطوط العرض العليا للقمر قد شاركت بشكل كبير في عملية تكوين الهيماتيت على الجانب البعيد من القمر ، والتي لها آثار مهمة لتفسير الهيماتيت المرصود على بعض الكويكبات من النوع S.
سيكون وضع أيدينا على المعدن نفسه مثيرًا للاهتمام حقًا. من المحتمل أن ترسبات الهيماتيت على مدى مجموعة من الأعمار لا تزال تحتفظ بنظائر الأكسجين من مختلف الأعمار في تاريخ الأرض ، والتي يعود تاريخها إلى مليارات السنين. قد يكون هذا مفيدًا حقًا لفهم تطور الغلاف الجوي لكوكبنا.
وبالطبع ، سيكون من المفيد للغاية فهم تاريخ القمر أيضًا.
وقال لي “هذا الاكتشاف سيعيد تشكيل معرفتنا عن المناطق القطبية للقمر”. “ربما لعبت الأرض دورًا مهمًا في تطور سطح القمر.”
تم نشر البحث في تقدم العلم.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”