ماه و زمین از مواد یکسانی ساخته نشده‌اند

یافته‌های جدید موجب تقویت نظریه برخورد بزرگ درباره منشا ماه هستند.

ماه و زمین ممکن است بسیار بیشتر از آنچه که تصور می‌شد متفاوت باشند که موجب چالش در نظریه‌های نحوه تشکیل ماه می‌شود.

تولد زمین به 4.5 میلیارد سال پیش باز می‌گردد و تحقیقات گذشته پیشنهاد می‌کنند که ماه نیز کمی بعد بوجود آمده. نظریه غالب در سه دهه اخیر بوجود آمدن ماه را ناشی از برخورد دو پیش‌سیاره  یا جنین دو دنیای اولیه می‌داند. یکی از آنها زمین تازه متولد شده بوده و دیگری سیاره‌ای سنگی هم‌اندازه مریخ با نام مستعار تیا (Theia – نام مادر ماه در اسطوره‌های یونانی) بوده. وقتی گردوخاک‌های برخورد خوابید، زمین و ماه به‌جای ماندند.

این “نظریه برخورد بزرگ”  بسیاری از جزئیات زمین و ماه مانند بزرگی ماه نسبت به زمین و آهنگ گردش دو جرم به دور یکدیگر را به خوبی توضیح می‌دهد. در سال‌های اخیر شواهد بدست آمده این نظریه را به چالش کشیده و جایگزین‌های زیادی معرفی پیشنهاد شده است.

بر اساس اغلب شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نظریه برخورد بزرگ، 70 تا 90 درصد ماه از مواد تیا تشکیل شده. مشکل اینجاست که اغلب اجرام منظومه شمسی از ترکیب شیمیایی منحصر به‌فردی برخوردارند و طبیعتا زمین، تیا و ماه نیز باید اینطور باشند. اما ترکیبات سنگ‌هایی که توسط آپولوها از ماه آورده شده‌اند نشان می‌دهد که ساختار آنها به شکلی غیرطبیعی شبیه زمین است و این شباهت بسیار بیشتر از پیش‌بینی مدلها برای ایزوتوپ عناصر است.

شباهت بسیاری که بین ایزوتوپ‌های عناصر مانند اکسیژن وجود دارد موجب به چالش کشیده شدن نظریه برخورد بزرگ شده. یکی از احتمالات این است که زمین اولیه و تیا در عناصری مانند اکسیژن شبیه به هم بوده‌اند که این موضوع بعید است. احتمال دیگر این است که ایزوتوپ‌های اکسیژن در زمین اولیه و تیا پس از برخورد کاملا مخلوط شده‌اند، شاید به دلیل اینکه برخورد بسیار مخرب بوده و بخش بزرگی از زمین اولیه را تبخیر کرده و ماه از جسم دونات شکل باقیمانه از این برخورد (به نام سینستیا synestia) بوجود آمده. اما دانشمندان معتقدند که چنین برخوردی‌هایی به شرایط غیرمحتملی نیازمندند.

در مطالعات جدید محققین اندازه‌گیری‌های دقیقی از سطوح ایزوتوپ اکسیژن در انواع مختلف سنگهای ماه انجام دادند. آنها کشف کردند که تفاوتهای جزئی اما منظمی در ترکیبات ایزوتوپ‌های  اکسیژن بر اساس نوع سنگ‌های آزمایش شده وجود دارد. بر همین اساس به نظر می‌رسد در آزمایش‌های قبلی توجه کافی به این اختلافات بیم زمین و ماه نشده بوده.

در توضیح این یافته‌ها دانشمندان هنوز معتقدند که برخورد بزرگ بین زمین اولیه و تیا منتهی به مخلوط شدن این دو جسم شده. زمین و ماهی که از این برخورد بوجود آمده‌اند ترکیبات متفاوت اما بسیار مشابهی دارند.

حدود 1000 سال بعد از برخورد، سنگ‌های تبخیر شده از قرص خرده سنگ‌های به‌جا مانده از برخورد به مدت صدها سال به صورت مواد مذاب بر ماه باریده‌اند. فعل و انفعال‌های پیچیده شیمیایی و فیزیکی بین مواد مذاب بارشی و دریای ماگمایی که سطح ماه تازه متولد شده را پوشانده موجب بوجود آمدن ایزوتوپهایی از اکسیژن شده که مشابه زمین است. در مقابل سنگ‌هایی که از عمق پوسته ماه آمده تفاوت بیشتری با زمین دارند.

اهمیت این یافته‌ها در اینجاست که مدل‌های برخورد بزرگ منتج به تفاوت فاحش بین ایزوتوپهای ماه و زمین نیستند و سناریوهای جدید در این باره پدید خواهد آمد.

 

ستاره‌شناس آماتور، معلم نجوم، فیزیک‌دان و کارشناس رایانه

دیدگاهتان را بنویسید