نمونههای جمعآوریشده توسط فضانوردان از سطح ماه سن آن را حدود ۴.۳۵ میلیارد سال تخمین زدهاند. با این حال، شواهد دیگری نشان میدهند که ماه بسیار قدیمیتر است، حدود ۴.۵۳ میلیارد سال. تیمی از دانشمندان اخیراً مقالهای منتشر کردهاند که پیشنهاد میدهد سن سطح ماه در یک رویداد ذوب شدن “بازنشانی” شده است.
تئوری عمومی پذیرفتهشده در مورد تشکیل ماه به این صورت است: حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش و حدود ۲۰۰ میلیون سال پس از شروع تشکیل سامانه خورشیدی، چیزی اتفاق افتاد. یک جسم به اندازه مریخ به نام تِیا (یا احتمالاً یک سری از اجسام) با زمین نوزاد برخورد کرد یا به نحوی به دام زمین افتاد. این برخورد پرهرجومرج مقدار زیادی سنگ مذاب و بقایا را به فضا فرستاد. در نهایت، بیشتر آنها با هم جمع شدند تا ماه نوزاد را تشکیل دهند که در مدار زمین قرار گرفت. بقایای موجود در سامانه خورشیدی داخلی برای میلیونها سال بعد از آن به این جفت حمله کردند.
به زمان حال برگردیم، جایی که میتوانیم سنگهایی که در طول مأموریتهای آپولو از سطح ماه جمعآوری شدهاند را مطالعه کنیم. دانشمندان این نمونهها را تجزیهوتحلیل کرده و سن آنها را حدود ۴.۳۵ میلیارد سال یافتهاند. این نشان میدهد که ماه ۴.۵۳ میلیارد ساله نیست. کدام یک درست است؟ به نظر میرسد شواهدی قوی برای ماهی قدیمیتر وجود دارد. این شواهد در برخی از مواد معدنی زیرکونیوم در سطح ماه وجود دارد. این مواد حداقل ۴.۵۱ میلیارد سال سن دارند. مدلها و شبیهسازیهای حرارتی همچنین نشان میدهند که سن ماه در جایی بین ۴.۴۳ تا ۴.۵۳ میلیارد سال است. پس چرا سنگهای سطح ماه تقریباً ۲۰۰ میلیون سال جوانتر هستند؟
تاریخگذاری ماه
همانطور که معلوم میشود، هر دو عدد میتوانند درست باشند. ماه ممکن است خیلی زود تشکیل شده باشد، اما رویدادی اتفاق افتاده که ساعت زمینشناسی آن را تغییر داده است. به گفته پروفسور فرانسیس نیمو از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز و تیمی از محققان، ماه احتمالاً ۴.۵۱ میلیارد سال پیش در آن برخورد فاجعهآمیز با زمین نوزاد تشکیل شده است. اما ۱۸۰ میلیون سال بعد، ممکن است تجربهای از “ذوب مجدد” را گذرانده باشد. این رویداد سن سنگهای ماه را به حدود ۴.۳۵ میلیارد سال بازنشانی کرد. به همین دلیل است که نمونههای سطحی جمعآوریشده توسط فضانوردان آپولو سن جوانتری دارند.
نیمو گفت: “ما پیشبینی میکنیم که نباید هیچ سنگ ماهی وجود داشته باشد که قدیمیتر از ۴.۳۵ میلیارد سال باشد زیرا آنها باید همان بازنشانی را تجربه کرده باشند. چون این رویداد گرمایی جهانی بوده است، نباید هیچ سنگی روی ماه پیدا کنید که به طور قابل توجهی قدیمیتر از آن باشد.”
نیمو و همکارانش پیشنهاد میدهند که یک ذوب جهانی سنگهای ماه میتواند وجود سنگهای سطحی جوانتر را توضیح دهد. سنگهای آپولو نشان میدهند که چیزی اتفاق افتاده است و بازگشت سنگها از مأموریت چانگ’e 6 چین میتواند شواهد بیشتری برای این نظریه فراهم کند. برای مقالهشان، نویسندگان از مدلسازی استفاده کردند تا نشان دهند که ماه ممکن است حدود ۴.۳۵ میلیارد سال پیش تجربهای از گرمایش جزر و مدی کافی داشته باشد که این ذوب مجدد را ایجاد کرده است و این میتواند سن ظاهری تشکیل این نمونههای ماه را “بازنشانی” کند.
مدلسازی یک بازنشانی سطح ماه
چه چیزی میتواند باعث ذوب جهانیای شود که به اندازه کافی قوی باشد تا سن سنگهای ماه را بازنشانی کند؟ نیمو پیشنهاد میکند که ماه به دلیل تکامل مدارش در اطراف زمین، گرمایش جزر و مدی را تجربه کرده است. این اتفاق به دلیل نزدیکی ماه به زمین و ناپایداری مداری آن در برخی دورهها رخ داده است. به دلیل کشش عظیم جزر و مدی از طرف زمین، ماه ممکن است گرم شده باشد که این منجر به تغییرات زمینشناسی آن و “بازنشانی سن” سنگهایش شده است.
معلوم میشود که ماه تنها جایی در سامانه خورشیدی نیست که این اتفاق میتواند رخ دهد. ماه آتشفشانی ایو در مدار سیاره مشتری نیز همان نوع کشش جزر و مدی را تجربه میکند. این کمک میکند تا فعالیت آتشفشانی گسترده ایو و “فرشسازی” سطح آن توسط فورانهای مکرر ویژگیهای آتشفشانیاش توضیح داده شود. همچنین این توضیح میدهد که چرا در ایو دهانههای وسیعی دیده نمیشود.
اگر همان اتفاق برای ماه نوزاد پس از تشکیل اولیهاش، سرد شدن و بمباران بعدی رخ داده باشد، دیگر دهانههای اصلی آن را نمیبینیم. آنها توسط فورانها و ذوبهای بعدی پوشیده شدهاند زمانی که مدار ماه تثبیت میشد.
چرا سن سطح ماه اهمیت دارد؟
فرمگیری و تکامل سامانه خورشیدی و اجسام مختلف آن هنوز یک حوزه داغ مطالعه است. به طور خاص، دانشمندان میخواهند زمانبندی رویدادهایی که اجسام سامانه خورشیدی را شکل دادهاند، درک کنند. برای این کار، آنها به درک بهتری از زمینشناسی هر جسم نیاز دارند. دادههای بیشتر منجر به مدلهای بهتری از هر جنبهای از شکلگیری سامانه خورشیدی میشود—از اولین “رانش” در سحابی پروتو-خورشیدی تا رویدادهایی مانند برخوردها، گرمایش جزر و مدی، پویایی مداری و تکامل سطح دنیاهای مختلف. اینجاست که مأموریتهای علم سیارات مفید واقع میشوند. آنها دادههای “در محل” در مورد هر دنیا (یا جسم در مورد سیارکها، ماهها، دنبالهدارها و حلقهها) فراهم میکنند و شکافها در تاریخ هر مکان را پر میکنند.
نیمو گفت: “با در دسترس قرار گرفتن دادههای بیشتر—به ویژه از مأموریتهای ماه جاری و آینده—درک ما از گذشته ماه همچنان در حال تکامل خواهد بود. امیدواریم یافتههای ما بحث و کاوش بیشتری را تحریک کرده و در نهایت منجر به تصویری روشنتر از جایگاه ماه در تاریخ گستردهتر سامانه خورشیدی ما شود.”
