دانشمندان با گشودن یک سنگ ماه، ماده‌ای قدیمی‌تر از خود ماه کشف کردند
نمونه بسیار کوچکی از سنگ ماه که بیش از ۵۰ سال در حالت کاملاً حفظ شده نگهداری می شد، سرانجام راز شگفت انگیزی را فاش کرد.
به گزارش افق میهن و به نقل از sciencealert; در ذرات بسیار ریز غبار ترولیت که توسط ماموریت آپولو ۱۷ در سال ۱۹۷۲ جمع آوری شد، دانشمندان موادی را یافتند که ممکن است به قدمت ماه یا حتی قدیمی تر باشد. یادگاری ۴.۵ میلیارد ساله از روزهای اولیه منظومه شمسی.
جیمز دوتین، دانشمند سیاره‌شناسی از دانشگاه براون در ایالات متحده، می‌گوید:
“اولین فکر من این بود: خدای من، ممکن نیست!”
او ادامه می دهد:
به همین دلیل است که به عقب برگشتیم و همه چیز را به دقت بررسی کردیم و دیدیم که این کار را کاملاً درست انجام دادیم. “این نتایج واقعاً شگفت‌انگیز هستند.”
پیشینه ماموریت های آپولو
در دهه ۱۹۶۰ و اوایل دهه ۱۹۷۰، فضانوردان آپولو در مجموع ۳۸۲ کیلوگرم نمونه سنگ و خاک ماه را برای بررسی در آزمایشگاه‌هایی که قادر به انجام آزمایش‌های پیچیده غیرممکن بر روی ماه بودند، آوردند.
اما دانشمندان آن زمان می دانستند که فناوری های بسیار پیشرفته تری در آینده پدیدار خواهند شد. بنابراین، برخی از نمونه ها مهر و برای حفظ آنها برای نسل های آینده و ابزارهای قدرتمندتر واکس زده شد.
داتین و همکارانش یکی از این نمونه ها هستند مهر و موم را با استفاده از طیف سنجی جرمی برای تعیین منشا گوگرد در نمونه آنالیز کرد.
چرا گوگرد مهم است؟
گوگرد یکی از عناصر کلیدی برای درک تاریخچه زمین شناسی هر جرم آسمانی است.
این عنصر می تواند با فلزاتی مانند آهن، بین هسته، گوشته و اتمسفر سیاره پیوند برقرار کند و «اثر انگشت ایزوتوپی» محیطی که در آن شکل گرفته است را ثبت کند.
ایزوتوپ ها نسخه هایی از یک عنصر هستند که تعداد نوترون های متفاوتی دارند. نسبت بین آنها بسته به شرایط تشکیل تغییر می کند و مانند یک بارکد شیمیایی عمل می کند که می تواند برای تعیین سن، منشاء و فرآیندهای تشکیل یک نمونه استفاده شود.
کشفی که همه چیز را تغییر داد
نمونه قرار داده شده در لوله جمع آوری آپولو ۱۷ با شماره ۲/۷۳۰۰۱ حاوی قطعات ترولیت بود. ترکیبی از آهن و گوگرد که عمدتاً در فضا یافت می شود.
هدف داتین و تیمش اندازه‌گیری نسبت ایزوتوپ‌های گوگرد در این ذرات، به‌ویژه در دانه‌هایی بود که به نظر می‌رسید منشا آتشفشانی دارند.
بخشی از نمونه گوگرد-۳۳ کمی بیشتر داشت – الگویی که با فرآیندهای گاززدایی آتشفشانی و دقیقاً همان چیزی که دانشمندان از سنگ های آتشفشانی روی ماه انتظار داشتند، سازگار است.
اما بخش‌های دیگر کاملاً برعکس بودند: نسبت‌های ایزوتوپی بسیار ضعیف گوگرد-۳۳.
داتین می گوید:
قبلاً تصور می‌شد که ترکیب ایزوتوپی گوگرد در گوشته ماه شبیه زمین باشد.
چیزی که قبلاً روی ماه دیده نشده بود
این الگوهای ایزوتوپی در هیچ نمونه قمری دیگر دیده نشده است. فقط تعداد محدودی از فرآیندها می توانند چنین نسبت هایی را ایجاد کنند. این میزان کاهش گوگرد-۳۳ نشان دهنده تعامل بین گوگرد و نور فرابنفش در یک جو بسیار نازک است – و این دو احتمال جالب را ایجاد می کند:
فرضیه اول: گوگرد در خود ماه در دوره بسیار اولیه شکل گرفته است
زمانی که ماه متولد شد، احتمالاً یک اقیانوس ماگما سطح آن را پوشانده است. با سرد شدن و متبلور شدن این اقیانوس، گوگرد-۳۳ ممکن است تبخیر شده و وارد جو اولیه ماه شده و ایزوتوپ های سنگین تری بر روی سطح باقی بگذارد.
فرضیه دوم: گوگرد از جسم سیاره مانند “Theia” به وجود آمده است.
بر اساس نظریه معروف شکل گیری ماه، سیاره کوچک زمین مورد اصابت جسمی به اندازه مریخ به نام تیا قرار گرفت.
برخی نظریه ها می گویند که بقایای این برخورد در مدار زمین باقی مانده و ماه را تشکیل می دهد، برخی بخش هایی از Theia را در هسته زمین می دانند و برخی دیگر پیشنهاد می کنند که بخشی از Theia با ماه باقی مانده است.
داتین و همکارانش می گویند که این گوگرد عجیب ممکن است منشأ فرازمینی داشته باشد و متعلق به Theia باشد.
اگر این گوگرد فرآیندهای سبکی را پشت سر گذاشته باشد…
این موضوع می تواند نشانه ای از نوعی تبادل مواد بین سطح و گوشته ماه در زمان های بسیار اولیه باشد.
داتین توضیح می دهد:
“روی زمین، صفحات تکتونیکی این کار را انجام می دهند. اما ماه چنین فرآیندی ندارد. بنابراین اگر چنین تغییری در ماه اول اتفاق افتاده باشد، بسیار هیجان انگیز است.”
وجود این گوگرد غیرمعمول همچنین می تواند نظریه تشکیل ماه از گرد و غبار پس از برخورد زمین و تیا را زیر سوال ببرد. زیرا اگر ماه از آن غبار ساخته شده بود، گوگرد باید به طور یکنواخت در سراسر جبه ماه پخش می شد.
سرنخ باستانی از تولد منظومه شمسی
این یافته ها تنها بر اساس یک نمونه کوچک است که از دهه ۱۹۷۰ در یک محفظه پر از هلیوم قفل شده است.
برای حل قطعی این معما، به نمونه‌های بیشتری از ماه، مریخ و حتی سیارک‌ها نیاز داریم و جمع‌آوری این نمونه‌ها به زمان نیاز دارد.
با این حال، منشأ این گوگرد هرچه که باشد، دانه‌های آن قدیمی‌ترین و غیرمعمول‌ترین نشانه ایزوتوپی گوگرد کشف شده در ماه را ثبت می‌کنند. مسیری از نشانه های شیمیایی که ما را به تولد منظومه شمسی می رساند.
این تحقیق در مجله JGR Planets منتشر شده است.
