در آن سال، فضاپیمای «لونا ۳» متعلق به اتحاد جماهیر شوروی، به دور ماه پرواز کرد و نخستین تصاویر از سمت پنهان آن را به زمین فرستاد. هرچند این تصاویر سیاه و سفید و با کیفیت پایین بودند، اما اطلاعات زیادی در خود داشتند: نشان می‌دادند که سمت پنهان با سمت رو به زمین تفاوت دارد. آن‌سوی ماه دهانه‌های برخوردی بیشتری دارد و برخلاف سمت رو به زمین، دشت‌های آتشفشانی تاریک یا همان «ماریا» در آن کمتر دیده می‌شود.
این تفاوت آشکار بلافاصله پرسش‌هایی درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری و تحول ماه در ذهن دانشمندان ایجاد کرد. برخی گمان کردند که تأثیر گرانشی زمین عامل آن است، برخی دیگر تفاوت در ضخامت پوسته را محتمل دانستند. آن زمان مشخص شد که ماه ساختاری یکنواخت ندارد و از آن زمان تاکنون این معما ذهن پژوهشگران را به خود مشغول کرده است.
اعتبار تصویر: مالکیت عمومی.
اکنون مقاله‌ای تازه در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده که نشان می‌دهد مقادیر ناچیز برخی کانی‌ها ممکن است دلیل این تفاوت آشکار بین دو سوی ماه را توضیح دهد. عنوان این مقاله «شواهدی از فراوانی هالوژن‌ها برای شکل‌گیری و دگرسانی پوسته‌ی اولیه‌ی ماه» است. نویسنده‌ی اصلی آن، جی‌جون جینگ، از مرکز پژوهش ژئودینامیک دانشگاه اهیمه در ژاپن است.
تمرکز این پژوهش بر عنصرهای کلر (Cl) و فلوئور (F) و حضور آن‌ها در کانی‌ها و مذاب‌های ماه است. نویسندگان می‌نویسند: «فراوانی هالوژن‌ها در کانی‌های ماه، دیدگاه منحصربه‌فردی درباره‌ی بودجه‌ی فرّارهای ماه به ما می‌دهد؛ اما دانش ناقص ما از نحوه‌ی ورود این عناصر به کانی‌ها و مذاب‌ها، کاربرد آن‌ها را محدود کرده است.» آن‌ها می‌افزایند که مواد پوسته‌ای سمت رو به زمینِ ماه، به‌طور غیرعادی غنی از کلر هستند و این با مدل‌های معمولِ شکل‌گیری پوسته‌ی اولیه‌ی ماه همخوانی ندارد. احتمالاً این امر نتیجه‌ی دگرسانی گسترده‌ی شیمیایی (متازوماتیسم) با ترکیبات فلزی کلردار است.
متازوماتیسم فرایندی زمین‌شناسی است که در آن ترکیب شیمیایی سنگ‌ها هنگام تماس با آب یا ماگما تغییر می‌کند.
اعتبار تصویر: جی‌جون جینگ.
پژوهشگران آزمایش‌هایی در شرایط آزمایشگاهی انجام دادند تا ببینند کلر چگونه در ماگما و کانی‌های ماه از طریق متازوماتیسم پخش می‌شود. آن‌ها همچنین مدل‌هایی از تحول درونی ماه را با داده‌های واقعی از میزان هالوژن‌ها در نمونه‌های ماه ترکیب کردند. نتایج نشان داد که نمونه‌های سمت نزدیک ماه به‌طور غیرعادی دارای کلر زیاد هستند، اما نمونه‌های سمت پنهان این ویژگی را ندارند. آن‌ها نتیجه گرفتند که این امر ناشی از دگرسانی شیمیایی با بخارات کلردار است که وارد سنگ‌های سمت رو به زمین شده‌اند.
قطعه‌ی مهم دیگری از این پازل، ناحیه‌ای از ماه به نام «پهنه‌ی KREEP» است. این ناحیه‌ی گسترده در سمت رو به زمین ماه، سرشار از پتاسیم (K)، عناصر کمیاب خاکی (REE) و فسفر (P) است. از میان چهار ناحیه‌ی زمین‌شناسیِ اصلی ماه، KREEP تنها در سمت رو به زمین یافت می‌شود و همچنین به‌خاطر غلظت بالای توریم مشهور است.
اعتبار تصویر: ناسا – مالکیت عمومی.
KREEP نقش کلیدی در شکل‌گیری و تحول ماه پس از دوران «اقیانوس ماگمایی» دارد. به نظر می‌رسد که در گذشته، KREEP در سراسر ماه گسترده بوده، اما اکنون به یک ناحیه محدود شده است. هنوز مشخص نیست چرا، اما یکی از فرضیه‌ها این است که برخورد سهمگین در حوضه‌ی قطب جنوب–آیتکن (SPA) در سمت پنهان ماه، باعث ایجاد ناهنجاری حرارتی شده که مواد KREEP را به سمت رو به زمین رانده است.
این پژوهش نشان می‌دهد که بخار کلر در سمت رو به زمین ماه گسترده بوده، اما در سمت پنهان خیر. این می‌تواند با تفاوت دو سوی ماه ارتباط مستقیم داشته باشد. پژوهشگران بر این باورند که متازوماتیسم ناشی از کلر احتمالاً مربوط به خروج گازها از ناحیه‌ی KREEP در اثر فوران یا برخورد بوده است. کلر بسیار فرّار و ناسازگار است؛ یعنی در حین سرد شدن ماگما، به‌راحتی وارد ساختار بلوری کانی‌ها نمی‌شود.
نویسندگان توضیح می‌دهند: «بخارهای سرشار از کلر که در حین فوران یا تبخیر ناشی از برخورد آزاد شده‌اند، نقش کلیدی در تغییر چهره‌ی سمت رو به زمین ماه که ما آن را می‌بینیم، ایفا کرده‌اند.» در مقابل، به نظر می‌رسد که سمت پنهان ماه از این فعالیت‌های بخارمحور و آتشفشانی مصون مانده و چهره‌ی دست‌نخورده‌تری از دوران اولیه‌ی ماه را حفظ کرده است.
این پژوهش می‌تواند دلیل تفاوت دو سوی ماه را روشن کند، اما نویسندگان تأکید دارند که شواهد بیشتری نیاز است. چین تاکنون دو مأموریت موفق به سمت پنهان ماه انجام داده، از جمله مأموریت «چانگ‌ای-۶» که نمونه‌هایی از سطح ماه جمع‌آوری کرده است. به گفته‌ی نویسندگان، داده‌های این مأموریت‌ها می‌تواند برای آزمودن فرضیه‌شان بسیار حیاتی باشد.
آن‌ها در پایان می‌نویسند: «فرضیه‌ی ما مبنی بر اینکه متازوماتیسم کلر تنها محدود به پهنه‌ی KREEP در ناحیه‌ی پروسلاروم است، می‌تواند با ترکیب داده‌های آزمایشگاهی ما با اندازه‌گیری‌های هالوژن در نمونه‌های مأموریت چانگ‌ای-۶ مورد بررسی دقیق‌تر قرار گیرد.»
