ماه جوان‌تر از آن است که تصور می‌کنیم

ماه جوان‌تر از آن است که تصور می‌کنیم

طبق مدلی جدید، ماه کمی جوان‌تر است و درست پس از تکمیل هسته‌ی آهنی زمین شکل گرفته است.

برخلاف تصورات، ماه کمی‌ دیرتر متولد شده است. پس از آنکه سیاره‌ای در ابعاد مریخ با زمین جوان برخورد کرد، از سنگ‌ریزه‌های حاصل این برخورد، جرم جدیدی شکل گرفت که بعدها به ماه تبدیل شد. فیزیک‌دانان سیاره‌ای مرکز هوافضای آلمان به رهبری ماکسیم ماریس و همراه‌با پژوهشگران دانشگاه مونستر از مدل عددی جدیدی برای بازسازی لحظه‌ی برخورد درحدود ۴/۴۲۵ میلیارد سال پیش استفاده کرده‌اند. فرضیه‌های قبلی، سن ماه را ۴/۵۱ میلیارد سال تخمین زده بودند که ۸۵ میلیون سال زودتر از محاسبات مجدید است. دانشمندان این یافته‌ها را در Science Advaces منتشر کرده‌اند.

منظومه‌ی شمسی در ۴/۵ میلیارد سال پیش، بی‌نظم و آشفته بود و زمین برای رسیدن به اندازه‌ی فعلی، خرده‌‌سیاره‌ها را جذب می‌کرد. این ذرات از دیسک گاز و غبار اطراف خورشید سرچشمه می‌گرفتند. هرچه زمین جوان منسجم‌تر می‌شد، از درون داغ‌تر می‌شد؛ به‌طوری‌که بخش‌های عظیمی از گوشته‌ی سنگی زمین ذوب شدند و اقیانوسی از ماگما را تشکیل دادند. در همین حین، ماه تشکیل شد و تا امروز دور زمین می‌چرخد. برخورد کیهانی عظیمی بین زمین و شبه‌سیاره‌ای اتفاق افتاد که از زمین جدا شده بود. در‌نهایت، ذرات حاصل از این برخورد برای تشکیل ماه دور یکدیگر جمع شدند.

اغلب دانشمندان درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری ماه توافق دارند؛ اما درباره‌ی جزئیات این فرایند و به‌ویژه زمان شکل‌گیری آن اختلاف دارند. ماکیسم ماریس می‌گوید:

نتایج آخرین مدل‌سازی‌ها نشان می‌دهد زمین جوان درحدود ۱۴۰ میلیون سال پس از تولد منظومه‌ی شمسی (۴/۵۶۷ میلیارد سال پیش) با شبه‌سیاره‌ای برخورد کرده‌ است. طبق محاسبات، این برخورد تقریبا ۴/۴۲۵ میلیارد سال پیش (با قطعیت‌نداشتن ۲۵ میلیون سال) رخ داده و پس از این اتفاق ماه شکل گرفته است.

در آن دوران، زمین به‌تازگی به سیاره تبدیل شده بود و عناصر فلزی سنگین در مرکز زمین جمع شدند و هسته‌ی آهن و نیکلی آن را تشکیل دادند. این هسته با گوشته‌ی ضخیمی از سنگ‌های سیلیکاتی احاطه شده است. سنگ‌های گوشته به‌دلیل فرایند تجمع و تجزیه‌ی عناصر رادیواکتیو، به‌مرور داغ شدند. بدین‌ترتیب، فلزها و سیلیکات‌ها در مدت دَه‌ها میلیون سال از یکدیگر جدا شدند.

در این مرحله، زمین با تیا، شبه‌سیاره‌ای در ابعاد مریخ، برخورد کرد. در اساطیر یونان، تیا یکی از تایتان‌ها و مادر سلن، خدای ماه است. در آغاز حیات منظومه‌ی شمسی، اجرام این‌چنینی فراوان بودند و برخی از آن‌ها از منظومه‌ی شمسی خارج شدند؛ درحالی‌که برخی دیگر براثر برخورد با اجرام بزرگ‌تر نابود شدند. تیا هم به زمین برخورد کرد و به دفع بخش بزرگی از گوشته‌ی زمین منجر شد که بعدها ماه را تشکیل داد. در این برخورد عظیم، اقیانوسی ماگمایی به عمق چندهزار کیلومتر شکل گرفت. امروزه، نشانه‌ای از تیا باقی نمانده است.

بازسازی نحوه‌ی شکل‌گیری ماه در این رویداد، مستلزم تخیل و خلاقیت فراوانی است. برخورد دو جرم با انرژی عظیم، می‌تواند به تبخیر سنگ‌های گوشته‌ی زمین منجر شود. پس از برخورد و جدایی بخشی از گوشته‌، حلقه‌ای از غبار دور زمین شکل گرفت. دوریس برویر، سرپرست فیزیک سیاره‌ای مؤسسه‌ی پژوهش‌های DLR و یکی از مؤلفان این پژوهش، اعتقاد دارد: «ماه در مدت کوتاه احتمالا چندهزارساله شکل گرفت.»

قدیمی‌ترین سنگ ماه آن‌قدرها هم قدیمی نیست

دانشمندان بر سر تاریخچه‌ی شکل‌گیری ماه توافق دارند؛ با‌این‌حال هنوز درباره‌ی زمان دقیق شکل‌گیری آن اختلاف‌هایی وجود دارد؛ زیرا هیچ‌کدام از سنگ‌هایی که فضانوردان شش مأموریت آپولو و سه مأموریت رباتیک اتحاد جماهیر شوروری از ماه به زمین آوردند، سن واقعی این قمر را نشان نمی‌دهند. پژوهشگران DLR و دانشگاه مونستر هم با استفاده از روشی غیرمستقیم سن واقعی ماه را اندازه‌گیری کردند. سابرینا شوینگر، یکی دیگر از مؤلفان این پژوهش، در توصیف توالی رویدادهای سلسله‌مراتبی بیان می‌کند: «طبق محاسبات ما، ماه دقیقا پس از پایان شکل‌گیری زمین تشکیل شده است.»

تنها زمین در آغاز حیات خود، اقیانوس ماگما نداشته است. انرژی حاصل از تجمع به شکل‌گیری اقیانوس‌های ماگما در ماه منجر شد. ماه تقریبا کاملا ذوب شد و مشابه زمین با اقیانوسی از ماگما به عمق ۱۰۰۰ کیلومتر پوشیده شده بود. این اقیانوس ماگما به‌سرعت یکپارچه شد و پوسته‌ای از کریستال‌های سبک و شناور را در سطح ماه تشکیل داد. این پوسته‌ی عایق روند یکپارچه‌سازی و سرمایش ماه را کُند می‌کرد؛ به‌همین‌دلیل، ماه تا مدت‌ها بعد به‌صورت گداخته باقی ماند. تا امروز، دانشمندان نمی‌توانستند مدت دقیق سردشدن کامل ماگمای ماه را تخمین بزنند؛ ازاین‌رو، تاریخ دقیق شکل‌گیری ماه مشخص نبود.

دانشمندان برای محاسبه‌ی طول عمر اقیانوس ماگمای ماه از مدل کامپیوتری جدیدی استفاده کردند که اولین‌بار به‌صورت جامع فرایندهای یکپارچه‌سازی ماگما را درنظر گرفته بود. ماکسیم ماریس اعتقاد دارد:

نتایج این مدل نشان می‌دهند اقیانوس ماگمای ماه عمری طولانی داشته و سردشدن کامل گوشته‌ی سنگی ماه درحدود ۲۰۰ میلیون سال به‌طول انجامیده است.

نیکولا توسی، دومین مؤلف این پژوهش و مشاور تز ماکسیم ماریس می‌گوید:

این بازه‌ی زمانی بسیار طولانی‌تر از محاسبات قبلی است. مدل‌های قدیمی‌تر مدت یکپارچه‌سازی ماگمای ماه را ۳۵ میلیون سال تخمین زده بودند.

دانشمندان برای انداز‌ه‌گیری سن ماه، یک قدم فراتر رفتند و ترکیب منیزیم و مواد معدنی سیلیکاتی آهنی را محاسبه‌ کردند که در طول سردشدن اقیانوس ماگما به‌مرور‌زمان تغییر یافتند. پژوهشگران متوجه تغییرات چشمگیری در ترکیب اقیانوس ماگما شدند. مؤلفان با این یافته می‌توانند شکل‌گیری انواع مختلف سنگ روی ماه را به مرحله‌ای خاص از تکامل اقیانوس ماگما نسبت دهند. سابرینا شوینگر معتقد است:

با مقایسه‌ی ترکیب سنگ‌های ماه با ترکیب پیش‌بینی‌شده‌ی اقیانوس ماگما، می‌توان تکامل اقیانوس‌ها را تا نقطه‌ی آغاز، یعنی تاریخ شکل‌گیری ماه، ردیابی کرد.

نتایج پژوهش یادشده نشان می‌دهد ماه حدود ۴/۴۲۵ میلیارد سال پیش تشکیل شده است. سن دقیق ماه با تاریخ شکل‌گیری هسته‌ی آهنین زمین سازگار است. در این نقطه، شکل‌گیری زمین کامل می‌شود. تورستن کلین، از مؤسسه‌ی سیاره‌شناسی دانشگاه مونستر، بیان می‌کند: «این اولین‌بار است که سن ماه را می‌توان مستقیما به مرحله‌ی پایانی شکل‌گیری زمین یا شکل‌گیری هسته ربط داد.»

منبع phys

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید