دانشمندان بهتازگی اطلاعات جدیدی درباره دو دره عمیق منتشر کردهاند که از یک محل برخورد بزرگ روی ماه منشعب شدهاند. این محل، حوضهٔ شرودینگر در نزدیکی قطب جنوب ماه است که در اثر برخورد یک سیارک یا شاید بقایای یک سیارهٔ اولیه با سطح ماه شکل گرفته است. این برخورد تنها در عرض چند دقیقه باعث ایجاد این دهانهٔ عظیم شد و چشمانداز منطقه را شکافته و دو درهٔ بزرگ را بهوجود آورد.
به گفتهٔ دیوید کرینگ از مؤسسهٔ قمری و سیارهای در هوستون، این برخورد بسیار قدیمی است. او میگوید: «نزدیک به چهار میلیارد سال پیش، یک سیارک یا دنبالهدار از فراز قطب جنوب ماه عبور کرد، از نزدیکی قلههای مالاپرت و موتون گذشت و به سطح ماه برخورد کرد. انرژی عظیم این برخورد باعث پرتاب جریانهایی از سنگ شد که دو درهٔ بزرگ را تراشیدند—درههایی که از نظر ابعاد با گرند کنیون زمین برابری میکنند. در حالی که شکلگیری گرند کنیون میلیونها سال طول کشید، این دو درهٔ بزرگ روی ماه در کمتر از ۱۰ دقیقه ایجاد شدند.»
این دو دره، که با نامهای درهٔ شرودینگر و درهٔ پلانک شناخته میشوند، سرنخهای مهمی از آن دوران پرآشوب در گذشتهٔ ماه ارائه میدهند. درهٔ شرودینگر حدود ۳۰۰ کیلومتر طول، ۲۰ کیلومتر عرض و ۲.۷ کیلومتر عمق دارد. درهٔ پلانک دارای دو بخش است: یکی یک درهٔ عمیق در داخل لایهای از مواد پرتابشده توسط برخورد، و دیگری مجموعهای از دهانههای کوچک که در اثر سقوط مجدد قطعات پرتابشده شکل گرفتهاند. قسمت اصلی این دره ۲۸۰ کیلومتر طول، ۲۷ کیلومتر عرض و ۳.۵ کیلومتر عمق دارد که عمق آن حتی از گرند کنیون در آریزونای زمین بیشتر است.
آناتومی یک برخورد و پیامدهای آن
احتمالاً جرم برخوردکننده با سرعتی نزدیک به ۵۵ هزار کیلومتر بر ساعت به سطح ماه اصابت کرده است. این برخورد باعث ایجاد حوضهٔ برخوردی شرودینگر با قطر ۳۲۰ کیلومتر شد و در پی آن، بقایای سنگی درههای عمیقی را تراشیدند.
این حوضه در لبهٔ خارجی حوضهٔ برخوردی قطب جنوب-آیتکن (SPA) شکل گرفته است که با قطر حدود ۲۴۰۰ کیلومتر، بزرگترین و قدیمیترین حوضهٔ برخوردی روی ماه محسوب میشود. لبهٔ این حوضه حدود ۳۰۰ کیلومتر از قطب جنوب ماه فاصله دارد و ۱۲۵ کیلومتر از محل پیشنهادی مأموریتهای آرتمیس ناسا دورتر است.
دهانهٔ شرودینگر دارای یک حلقهٔ مرکزی با قطر ۱۵۰ کیلومتر است و منطقهٔ اطراف آن با موادی پوشیده شده که تا فاصلهٔ ۵۰۰ کیلومتری به بیرون پرتاب شدهاند. حلقهٔ بیرونی دهانه شبیه به یک رشتهکوه دایرهای شکل است که بین ۱ تا ۲.۵ کیلومتر از کف حوضه ارتفاع دارد. این حلقه احتمالاً در اثر فروریزش یک برجستگی مرکزی پس از برخورد به وجود آمده است. پس از این برخورد، جریانهای گدازهٔ بازالتی حوضه را پر کردند و یک دریچهٔ آتشفشانی بزرگ، مواد بیشتری را به کف این منطقه اضافه کرد. فعالیتهای آتشفشانی در این محل حدود ۳.۷ میلیارد سال پیش پایان یافتند.
بررسی ناهنجاریهای برخورد: چالشها و راهکارها
دیوید کرینگ و تیمی از دانشمندان آزمایشگاه سیارهای قمری با تحلیل دقیق این حوضه، درههای اطراف و بقایای پرتابشده، به جزئیات جالبی دست یافتهاند. یکی از یافتههای غیرمعمول این است که پرتوهای درهها برخلاف انتظار، از مرکز حوضه منشعب نمیشوند. بلکه به نقطهای متفاوت همگرا میشوند که نشاندهندهٔ یک برخورد انفجاری نقطهای است.
الف) تصویر از ناسا/ SVS/ ارنست تی. رایت.
ب) تصویر نقشهی ماه در نگاشت آزیموتی مساویالفاصله که بر اساس دادههای LRO و LROC (WAC) تهیه شده است و در مرکز آن حوضه شرودینگر قرار دارد. محدودهی پوشش پرتابههای پیوسته (خطکشیشده) و پرتوهای ثانویهی دهانههای برخوردی شعاعی (به رنگ قرمز) مشخص شدهاند. درهی شرودینگر و درهی پلانک در نزدیکی لبهی جنوبی این حوضه (نقطهی سفید) با یکدیگر تلاقی دارند. اندازهی این نقطه بیانگر میزان عدم قطعیت است. مسیر تخمینی برخورد اولیه (به رنگ زرد) از نقطهی تلاقی این درهها و مرکز حوضه عبور میکند. یک ساختار سوم بدون نام نیز در جهت عکس مسیر برخورد گسترش یافته است.
جهتگیری این پرتوهای همگرا نشان میدهد که سیارک برخوردی با زاویهٔ ۳۳.۵ درجه از شمال غربی وارد شده است. این شواهد به یک برخورد کمزاویه اشاره دارند که شاید به دلیل مسیر ورود خاص جرم برخوردکننده یا حتی برخورد ثانویهٔ مواد پرتابشده ایجاد شده باشد. در منطقه، تعداد زیادی دهانهٔ ثانویه دیده میشود که به درک بهتر این رویداد کمک میکنند. تحلیلهای بیشتر میتواند میزان انرژی عظیمی را که در این برخورد آزاد شده، مشخص کند.
گرت کالینز، یکی از اعضای تیم کرینگ، میگوید: «دهانهٔ شرودینگر از جهات بسیاری شبیه به دهانهٔ چیکسولوب روی زمین است که باعث انقراض دایناسورها شد. مطالعهٔ نحوهٔ شکلگیری این درههای کیلومتری به ما کمک میکند تا بفهمیم انرژی آزادشده در این نوع برخوردها تا چه حد عظیم است.»
کاوشهای آینده: نگاهی به افقهای نوین
این حوضهٔ برخوردی و درههای اطراف آن، اهداف مهمی برای مأموریتهای آتی آرتمیس ناسا خواهند بود. بررسیهای کنونی نشان میدهد که پوشش بقایای برخوردی در این منطقه پراکندگی نامنظمی دارد، بهویژه در ناحیهای که نخستین مأموریتهای انسانی در آن برنامهریزی شدهاند. این موضوع به فضانوردان و کاوشگرهای رباتیک امکان میدهد که به نمونههایی از پوستهٔ اولیهٔ ماه دست یابند، بدون اینکه مجبور شوند لایههای سنگی جوانتر را حفاری کنند.
از آنجا که حوضهٔ شرودینگر دومین حوضهٔ برخوردی جوان ماه است، بررسی سنگهای ذوبشده در اثر برخورد میتواند به تعیین سن دقیق این رویداد کمک کند. دانشمندان بر این باورند که حدود ۳.۸ میلیارد سال پیش، زمین و ماه شاهد برخوردهای شدیدی در یک دورهٔ موسوم به «بمباران سنگین آخر» بودند. این دوره ممکن است تا ۲۰۰ میلیون سال ادامه داشته و باعث ایجاد دهانههای بسیاری بر روی سیارات سنگی و ماه شده باشد. مطالعهٔ سنگهای آتشفشانی آن دوران، میتواند اطلاعات مهمی درباره سن و ترکیب معدنی آنها ارائه دهد و درک ما را از تاریخچهٔ منظومهٔ شمسی بهبود ببخشد. همچنین، این بررسیها میتوانند به دانشمندان کمک کنند تا تأثیر برخوردهای مشابه بر سطح زمین و حیات آن را بهتر بشناسند.
