برای نمونه، دفعهی بعدی که ماه را در آسمان دیدید، خوب به آن نگاه کنید. اگر کسی از شما بپرسد ماه چند ساله است، از کجا باید شروع کنید و چه پاسخی بدهید؟
پاسخ ساده است. اخترشناسان از روشی به نام شمارش دهانههای برخوردی استفاده میکنند؛ و همانطور که از نامش پیداست، دقیقاً به معنای شمردن دهانههای سطح یک جرم است. منطق این کار این است: جهانهایی مانند ماه، عطارد و بسیاری از قمرهای سیارات بیرونی از دیدگاه زمینشناسی مردهاند. آنها مدتهاست که فعالیت درونی، جو، آب یا زمینساخت ندارند. بنابراین وقتی دنبالهدار یا سیارکی به آنها برخورد میکند، دهانهای روی سطحشان شکل میگیرد و همانجا باقی میماند. نه بادی هست که آن را بزداید، نه آبی که آن را بشوید، و نه صفحههای تکتونیکی که آن را به زیر سطح ببرند.
به همین دلیل، دهانهها یکی پس از دیگری روی هم انباشته میشوند و لایهای از تاریخ برخوردها را ثبت میکنند. با این حال همهی دنیاهای «مرده» شبیه هم نیستند. برخی از آنها در گذشتهای نهچندان دور هنوز گدازههای داغ داشتهاند، و فورانهای آتشفشانی میتوانند دهانهها را بپوشانند. پس اگر سطح دو جرم را با هم مقایسه کنید و تعداد دهانهها را بشمارید، میتوانید تخمینی نسبی از اینکه کدام یک زودتر جامد و پایدار شدهاند به دست آورید.
از سوی دیگر، سیارهها و قمرها لزوماً همهجای سطحشان همزمان سرد و سخت نمیشود. ممکن است یک بخش هنوز آتشفشانی فعال داشته باشد، در حالیکه جای دیگر فقط دشتی سنگی و بیحرکت باشد. در نتیجه، اگر سطح یک جرم را بررسی کنید، مناطقی که دهانهی بیشتری دارند قدیمیترند، چون زودتر از گدازهی داغ به سطح سخت تبدیل شدهاند. در مقابل، نواحی با دهانههای کمتر، جوانترند.
برای نمونه در ماه، دو ناحیهی بزرگ و متمایز دیده میشود: حوضههای تاریک موسوم به «دریاها» یا ماریا، و ارتفاعات روشنتر. حتی با نگاه چشمی ساده هم میتوان دریافت که ماریا جوانترند، چون تعداد دهانههایشان کمتر است.
اما پرسش مهم اینجاست: چقدر جوانتر؟
یعنی اگر سطحی پر از دهانه دیدیم، دقیقاً چند سال از عمرش میگذرد؟ نه فقط به شکل نسبی (این ناحیه از آن یکی قدیمیتر است) بلکه به صورت عدد مطلق، مثلاً میلیارد سال.
کلید این راز را مأموریتهای آپولو به دست دادند.
چرا؟ چون دانشمندان توانستند روی سنگهایی که فضانوردان از ماه به زمین آوردند، روش تاریخگذاری رادیومتری را به کار ببرند. این روش بر پایهی بررسی مقدار ایزوتوپهای رادیواکتیو و محصولات واپاشی آنهاست. چون نیمهعمر هر عنصر رادیواکتیو مشخص است، با مقایسهی نسبتها میتوان سن مطلق سنگ را محاسبه کرد.
چون مأموریتهای آپولو در مکانهای مختلف ماه فرود آمدند، اکنون یک نقشهی دقیق از تاریخ سرد شدن و سخت شدن بخشهای گوناگون ماه داریم. برای نمونه، لبهی «دریای آرامش» (محل فرود آپولو ۱۱) حدود ۳/۵ میلیارد سال قدمت دارد، در حالی که برخی از نواحی ارتفاعات تا بیش از ۴ میلیارد سال عمر دارند.
جوانترین ویژگیهای سطح ماه دهانههای برخوردی بزرگی مانند کوپرنیکوس، تیکو و کون هستند که همگی کمتر از یک میلیارد سال عمر دارند. جوانترین دهانهی شناختهشده احتمالاً جوردانو برونو است که تنها حدود ۴ میلیون سال پیش شکل گرفته. این دهانهها به دلیل انرژی عظیم برخورد، تمام آثار قبلی را پاک کردهاند و سطح را از نو نوشتهاند.
با داشتن این تاریخهای مطلق، اخترشناسان توانستند شمارش دهانهها را در کل منظومهی شمسی کالیبره کنند. اکنون حتی اگر به مناطقی از عطارد یا قمرهایی مانند کالیستو نگاه کنیم، میتوانیم بر اساس تعداد دهانهها تخمین بزنیم که چه زمانی جامد شدهاند؛ حتی اگر هرگز از آنجا نمونهای نیاورده باشیم. این یکی از بزرگترین دستاوردهای علمی مأموریتهای آپولو بود.
اما مأموریت آپولو نکتهی دیگری را هم روشن کرد: ماه به آرامی از زمین دور میشود.
این موضوع نخستین بار در اوایل دههی ۱۸۰۰ توسط ادموند هالی – همان دانشمند مشهور دنبالهدار هالی – مطرح شد. او با بررسی گزارشهای باستانی از خورشیدگرفتگیها دریافت که زمین و ماه بهتدریج در حال فاصله گرفتن از یکدیگرند. توضیح آن هم روشن بود: کشش جزر و مدی ماه بر زمین باعث جابهجایی آبها میشود. چرخش زمین این برآمدگیهای آبی را اندکی جلوتر از ماه قرار میدهد و همین نیروی گرانشی اضافه، ماه را کمکم به مدار بالاتری میبرد.
با این حال، تا مدتها هیچ راه دقیقی برای اندازهگیری این فاصله نداشتیم. در سال ۱۹۶۲ دانشجوی فارغالتحصیل دانشگاه پرینستون، جیمز فالِر، پیشنهاد داد که روی سطح ماه بازتابدهندههایی نصب شود. این کار امکان میداد که پرتوهای لیزر را با دقت بسیار بیشتری به ماه بفرستیم و بازتاب آن را اندازهگیری کنیم؛ درست مانند متر لیزریهایی که امروزه برای اندازهگیری فاصله در خانهسازی استفاده میشوند.
پیشتر هم پرتوهای لیزر به سطح ماه تابانده میشد، اما بازتاب خاک ماه پراکنده و کمدقت بود. با بازتابدهندهها، دقت اندازهگیریها چندین برابر شد. اکنون میدانیم که ماه سالانه بهطور میانگین ۳/۸ سانتیمتر از زمین فاصله میگیرد. شاید به نظر سرعت زیادی نباشد، اما در مقیاس چند صد میلیون سال، تغییر قابلتوجهی خواهد بود.
در حقیقت، تنها در چند صد میلیون سال آینده، همین فاصله گرفتن تدریجی ماه، همراه با افزایش درخشندگی و اندازهی خورشید (پدیدهای جداگانه که در آینده رخ خواهد داد)، سبب میشود که خورشیدگرفتگی کامل دیگر امکانپذیر نباشد. در آن زمان، دیسک خورشید در آسمان بزرگتر از آن خواهد بود که ماه بتواند به طور کامل آن را بپوشاند.
جمعبندی
بنابراین، برای سنجش سن اجرام آسمانی، اخترشناسان به شمارش دهانهها و تاریخگذاری رادیومتری متکی هستند. مأموریتهای آپولو نه تنها تاریخ دقیق سطح ماه را آشکار کردند، بلکه معیاری فراهم آوردند تا بتوانیم کل منظومه شمسی را بر اساس الگوی دهانهها تاریخگذاری کنیم. علاوه بر آن، همین مأموریتها به ما فهماندند که ماه آرامآرام از زمین فاصله میگیرد و آیندهای متفاوت برای رابطهی زمین و ماه رقم خواهد خورد.
