معمایی که به دست کاوشگر چین حل می‌شود!

 انتظار می‌رود چانگ ای ۶ در اوایل ماه ژوئن در حوضه برخوردی «آپولو»(Apollo) فرود بیاید که درون حوضه بزرگ‌تر «قطب جنوب آیتکن»(South Pole–Aitken) قرار دارد.حوضه قطب جنوب آیتکن، بزرگ‌ترین ویژگی برخوردی در نوع خود در منظومه شمسی است که مساحت آن به ۲۴۰۰ در ۲۰۵۰ کیلومتر می‌رسد. این حوضه حدود ۴.۳ میلیارد سال پیش شکل گرفت که در تاریخ منظومه شمسی بسیار زود است.

اگرچه حوضه آپولو جوان‌تر است اما بزرگ‌ترین محل برخورد به شمار می‌رود که درون حوضه قطب جنوب آیتکن قرار دارد. آپولو یک ساختار دو حلقه‌ای دارد که حلقه درونی آن از قله‌های کوه با قطر ۲۴۷ کیلومتر تشکیل شده است و حلقه بیرونی حدود ۴۹۲ کیلومتر عرض دارد.ماموریت چانگ‌ ای ۶ در روز سوم مه از مرکز پرتاب ماهواره «ونچانگ»(Wenchang) در استان هاینان واقع در جنوب چین به فضا پرتاب شد و سوار بر یک موشک «لانگ مارچ ۵»(Long March 5) به سوی ماه حرکت کرد.

چانگ ای ۶ به عنوان اولین ماموریت آوردن نمونه از سمت دور ماه قرار است حدود دو کیلوگرم از مواد گرانبهای ماه را به زمین بیاورد. سمت دور ماه یک مکان نسبتا ناشناخته است. این واقعیت که ما نمی‌توانیم سمت دور ماه را از زمین ببینیم، رمز و راز آن را بیشتر می‌کند. اولین بار فضاپیمای «لونا ۳»(Luna 3) اتحاد جماهیر شوروی در سال ۱۹۵۹ از سمت دور ماه عکسبرداری کرد.

با آن عکس، دانشمندان سرتاسر جهان در کمال شگفتی متوجه شدند که سمت دور ماه با سمتی که ما با آن آشنا هستیم، چقدر متفاوت است. اگرچه هر دو سمت دور و نزدیک دارای تعداد زیادی دهانه هستند اما سمت نزدیک نیز دشت‌های آتشفشانی وسیعی را به نام «دریاوار»(lunar maria) در بر دارد که حدود ۳۱ درصد از آن را می‌پوشانند.

سمت دور ماه کاملا برعکس است و دشت‌های آتشفشانی تنها حدود یک درصد از آن را پوشانده‌اند.
پس چگونه سمت دور و نزدیک تا این اندازه متفاوت شدند؟ به نظر می‌رسد که ضخامت پوسته یکی از عوامل باشد. در واقع، ماموریت «GRAIL» ناسا در سال ۲۰۱۱ دریافت که پوسته سمت دور به طور میانگین ۲۰ کیلومتر ضخیم‌تر از پوسته سمت نزدیک است.

تصور می‌شود دلیل این امر به زمانی برمی‌گردد که قمر ما از بقایای ناشی از برخورد یک سیاره به اندازه مریخ به زمین در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفت. همان طور که ماه از آن بقایا شکل گرفت، از نظر جزر و مدی قفل شد. این بدان معناست که همیشه یک چهره را به سیاره ما نشان می‌دهد.

سطح زمین در اثر آن برخورد بزرگ کاملا مذاب شد و گرما را به سمت نزدیک ماه تاباند و خود را برای مدت طولانی‌تری مذاب نگه داشت. نظر دانشمندان این است که سنگ در سمت نزدیک بخار می‌شود و در سمت سردتر به صورت متراکم درمی‌آید و پوسته سمت دور را ضخیم‌تر می‌کند.

«یوکی کیان»(Yuqi Qian) پژوهشگر «دانشگاه هنگ کنگ»(HKU) یکی از پژوهشگران ارشد پروژه جدیدی است که نشان می‌دهد نمونه‌ای که باید توسط چانگ ای ۶ به زمین بازگردانده شود، می‌تواند این نظریه را آزمایش کند. کیان گفت: یافته‌های اساسی نشان می‌دهند که اختلاف ضخامت پوسته بین سمت نزدیک و دور ممکن است علت اصلی تفاوت در آتشفشانی بودن ماه باشد.

در قسمت‌هایی مانند بیشتر قسمت‌های دور که پوسته ماه ضخیم است، ماگما نمی‌تواند از شکستگی‌ها به سطح نفوذ کند. در قسمت‌هایی مانند سمت نزدیک که پوسته نازک است، شکستگی‌ها می‌توانند به ماگما امکان دهند تا نفوذ کند و به فوران گدازه منجر شود.

حوضه‌های قطب جنوب آیتکن و آپولو، به رغم اینکه هر دو در سمت دور ماه قرار دارند، تناقضاتی را ایجاد می‌کنند. دلیل این است که آنها پوسته ماه را عمیقا سوراخ کرده‌اند و در پایه این مکان‌های برخورد غول‌پیکر، پوسته نازک‌تر از سایر قسمت‌های سمت دور است. دشت‌های آتشفشانی نیز درون این حوضه‌ها وجود دارند اما تنها پنج درصد از مساحت آنها را گدازه‌های بازالت پوشانده است. به نظر می‌رسد این مقدار محدود آتشفشان برخلاف ایده مرسوم است که می‌گوید ضخامت پوسته، فعالیت آتشفشانی را دیکته می‌کند. این یک پارادوکس را در علم قمری که برای مدت طولانی شناخته شده است، پدید می‌آورد.

یک احتمال جایگزین نشان می‌دهد که سمت نزدیک می‌تواند عناصر رادیواکتیو بیشتری را نسبت به سمت دور داشته باشد. این عناصر ممکن است گرما تولید کرده و به ذوب شدن گوشته پایینی منجر شده باشند. در نتیجه، ماگمای بسیار بیشتری ایجاد شده و پوسته نازک‌تری در سمت نزدیک شکل گرفته است. از این رو، آتشفشان در این قسمت بیشتر است.

با وجود این، چانگ ای ۶ با فرود آمدن در یکی از معدود دشت‌های آتشفشانی در سمت دور می‌تواند نمونه‌هایی را برای آزمایش مستقیم چنین نظریه‌هایی به ارمغان بیاورد. به طور ویژه، منطقه حوضه آپولو که چانگ ای ۶ در آن فرود خواهد آمد، حاوی مواد مختلفی است که به بررسی نیاز دارد.

برخی از شواهد نشان می‌دهند که دو فوران آتشفشانی بزرگ در این منطقه وجود داشته است. دانشمندان بر این باورند که یکی از آنها در حدود ۳.۳۵ میلیارد سال پیش، کل منطقه را در ماگمای حاوی مقدار کمی تیتانیوم پوشانده است. دیگری که احتمالا ۳.۰۷ میلیارد سال پیش رخ داده، احتمالا دارای ماگمای غنی از تیتانیوم بوده و در نزدیکی دهانه «چفی اس»(Chaffee S) فوران کرده است. بدین ترتیب، ضخامت کاهش یافته است.

پژوهش جدید نشان می‌دهد که آوردن نمونه از نزدیکی دهانه چفی اس، بیشترین فواید علمی را به همراه خواهد داشت. این منطقه دارای بازالت غنی از تیتانیوم در قسمت بالا، بازالت بدون تیتانیوم در قسمت زیرین و قطعات گوناگونی از مواد پرتابی ناشی از برخورد است.

«جوزف میکالسکی»(Joseph Michalski) پژوهشگر دانشگاه هنگ کنگ و از پژوهشگران این پروژه گفت: منابع متنوع نمونه، اطلاعات مهمی را برای پاسخ دادن به یک مجموعه از پرسش‌های علمی پیرامون ماه و حوضه آپولو ارائه می‌دهند.

این نمونه‌های متنوع می‌توانند اطلاعاتی را نیز درباره فرآیندهای ماگمایی رخ‌داده در سمت دور ماه به دانشمندان ارائه دهند. دانشمندان به واسطه مقایسه آنها با نمونه‌های نزدیک که توسط ماموریت‌های آپولو به زمین آورده شده‌اند، می‌توانند پاسخی را به این پرسش ارائه دهند که چرا تعداد آتشفشان در سمت دور ماه تا این اندازه محدود است.این پژوهش در مجله «Earth and Planetary Science Letters» به چاپ رسید.