بغض النظر عن مكان وقوفك على الأرض، يمكنك فقط رؤية وجه واحد للقمر، ويبدو هذا الوجه مختلفا تماما عن الوجه الذي يخفيه عنا على جانبه البعيد.
وتهيمن البحار القمرية (وهي عبارة عن سهول بازلتيّة كبيرة ومظلمة) على الجانب القريب من القمر، وهذه البحار عبارة عن بقايا شاسعة ذات لون داكن لتدفقات الحمم البركانية القديمة.
بينما الجانب البعيد مليء بالفوهات الصدمية ويخلو فعليا من ميزات البحار القمرية واسعة النطاق. وسبب هذا الاختلاف الكبير بين جانبي القمر، البعيد والقريب، كان أحد الألغاز الأكثر غموضا على القمر، منذ أن دارت أول مركبة فضائية حول القمر في الستينيات.
والآن، يبدو أن العلماء توصلوا إلى تفسير جديد للقمر ذي الوجهين، تفسير يتعلق بتأثير عملاق منذ مليارات السنين بالقرب من القطب الجنوبي للقمر.
وأظهرت دراسة جديدة نُشرت في مجلة Science Advances أن التأثير الذي شكل حوض القطب الجنوبي العملاق للقمر أيتكين (SPA)، كان من شأنه أن يخلق عمودا هائلا من الحرارة ينتشر عبر باطن القمر.
وكان من الممكن أن يحمل هذا العمود مواد معينة، مجموعة من العناصر الأرضية النادرة والعناصر المنتجة للحرارة، إلى الجانب القريب من القمر. وربما يساهم تركيز العناصر هذا في النشاط البركاني الذي أدى إلى إنشاء السهول البركانية القريبة.
وقال الدكتور مات جونز في جامعة براون والمؤلف الرئيسي للدراسة: "نعلم أن التأثيرات الكبيرة مثل تلك التي شكلت حوض أيتكين ستخلق الكثير من الحرارة. والسؤال هو كيف تؤثر هذه الحرارة على الديناميكيات الداخلية للقمر. وما نظهره هو أنه في ظل أي ظروف معقولة وقت تشكل حوض أيتكين في القطب الجنوبي، ينتهي به الأمر بتركيز هذه العناصر المنتجة للحرارة على الجانب القريب. ونتوقع أن هذا ساهم في ذوبان الوشاح الذي نتج عنه تدفقات الحمم البركانية التي نراها على السطح".
واكتشف العلماء الاختلافات بين الجانبين القريب والبعيد من القمر لأول مرة في الستينيات من خلال بعثات لونا السوفيتية وبرنامج أبولو الأمريكي.
وفي حين أن الاختلافات في الرواسب البركانية واضحة للعيان، فإن البعثات المستقبلية ستكشف عن اختلافات في التركيب الجيوكيميائي أيضا.
ويشار إلى أن الجانب القريب هو موطن لشذوذ تركيبي يُعرف باسم عواصف KREEP، أو اختصارا PKT، والتي تعني تركيز البوتاسيوم (K)، والعناصر الأرضية النادرة (REE)، والفوسفور (P)، جنبا إلى جنب مع العناصر المنتجة للحرارة مثل الثوريوم.
ويبدو أن KREEP يتركز في "محيط العواصف" (Oceanus Procellarum) وما حوله، وهو أكبر السهول البركانية القريبة، ولكنه نادر في أماكن أخرى على القمر.
ويشتبه بعض العلماء في وجود صلة بين PKT وتدفقات الحمم القريبة، لكن السؤال عن سبب تركيز مجموعة العناصر على الجانب القريب ظل قائما.
وتقدم هذه الدراسة الجديدة شرحا مرتبطا بحوض القطب الجنوبي - أيتكين، ثاني أكبر فوهة صدمية معروفة في النظام الشمسي.
وأجرى العلماء محاكاة حاسوبية لكيفية تغير الحرارة الناتجة عن اصطدام عملاق من أنماط الحمل الحراري في باطن القمر، وكيف يمكن أن يعيد ذلك توزيع مواد KREEP في الوشاح القمري.
ويُعتقد أن KREEP يمثل الجزء الأخير من الوشاح الذي يتجمد بعد تشكل القمر. وعلى هذا النحو، من المحتمل أنه شكل الطبقة الخارجية من الوشاح، أسفل القشرة القمرية مباشرة. وتشير نماذج الجزء الداخلي للقمر إلى أنه كان ينبغي توزيعه بشكل متساو إلى حد ما تحت السطح. ولكن هذا النموذج الجديد يوضح أن التوزيع المنتظم سيتعطل بفعل عمود الحرارة من تأثير حوض أيتكين.
ووفقا للنموذج، فإن مواد KREEP كانت ستجتاز موجة الحرارة المنبعثة من منطقة تأثير حوض أيتكين مثل راكب الأمواج.
ومع انتشار عمود الحرارة تحت قشرة القمر، وقع تسليم هذه المادة في النهاية بشكل جماعي إلى الجانب القريب.
وأجرى الفريق محاكاة لعدد من سيناريوهات التأثير المختلفة، من الضربة القاضية إلى الضربة الخاطفة. بينما أنتج كل منها أنماط حرارة مختلفة وحرك KREEP بدرجات متفاوتة، خلقت جميعها تركيزات KREEP على الجانب القريب، بما يتوافق مع شذوذ حوض أيتكين.
ويقول الباحثون إن العمل يقدم تفسيرا موثوقا لواحد من أكثر ألغاز القمر ديمومة.
وأوضح الدكتور جونز: "كيف تشكل حوض أيتكين هو أهم سؤال مفتوح في علم القمر. وتأثير القطب الجنوبي - أيتكين هو أحد أهم الأحداث في تاريخ القمر. وهذا العمل يجمع هذين الأمرين معا، وأعتقد أن نتائجنا مثيرة حقا".
وتهيمن البحار القمرية (وهي عبارة عن سهول بازلتيّة كبيرة ومظلمة) على الجانب القريب من القمر، وهذه البحار عبارة عن بقايا شاسعة ذات لون داكن لتدفقات الحمم البركانية القديمة.
بينما الجانب البعيد مليء بالفوهات الصدمية ويخلو فعليا من ميزات البحار القمرية واسعة النطاق. وسبب هذا الاختلاف الكبير بين جانبي القمر، البعيد والقريب، كان أحد الألغاز الأكثر غموضا على القمر، منذ أن دارت أول مركبة فضائية حول القمر في الستينيات.
والآن، يبدو أن العلماء توصلوا إلى تفسير جديد للقمر ذي الوجهين، تفسير يتعلق بتأثير عملاق منذ مليارات السنين بالقرب من القطب الجنوبي للقمر.
وأظهرت دراسة جديدة نُشرت في مجلة Science Advances أن التأثير الذي شكل حوض القطب الجنوبي العملاق للقمر أيتكين (SPA)، كان من شأنه أن يخلق عمودا هائلا من الحرارة ينتشر عبر باطن القمر.
وكان من الممكن أن يحمل هذا العمود مواد معينة، مجموعة من العناصر الأرضية النادرة والعناصر المنتجة للحرارة، إلى الجانب القريب من القمر. وربما يساهم تركيز العناصر هذا في النشاط البركاني الذي أدى إلى إنشاء السهول البركانية القريبة.
وقال الدكتور مات جونز في جامعة براون والمؤلف الرئيسي للدراسة: "نعلم أن التأثيرات الكبيرة مثل تلك التي شكلت حوض أيتكين ستخلق الكثير من الحرارة. والسؤال هو كيف تؤثر هذه الحرارة على الديناميكيات الداخلية للقمر. وما نظهره هو أنه في ظل أي ظروف معقولة وقت تشكل حوض أيتكين في القطب الجنوبي، ينتهي به الأمر بتركيز هذه العناصر المنتجة للحرارة على الجانب القريب. ونتوقع أن هذا ساهم في ذوبان الوشاح الذي نتج عنه تدفقات الحمم البركانية التي نراها على السطح".
واكتشف العلماء الاختلافات بين الجانبين القريب والبعيد من القمر لأول مرة في الستينيات من خلال بعثات لونا السوفيتية وبرنامج أبولو الأمريكي.
وفي حين أن الاختلافات في الرواسب البركانية واضحة للعيان، فإن البعثات المستقبلية ستكشف عن اختلافات في التركيب الجيوكيميائي أيضا.
ويشار إلى أن الجانب القريب هو موطن لشذوذ تركيبي يُعرف باسم عواصف KREEP، أو اختصارا PKT، والتي تعني تركيز البوتاسيوم (K)، والعناصر الأرضية النادرة (REE)، والفوسفور (P)، جنبا إلى جنب مع العناصر المنتجة للحرارة مثل الثوريوم.
ويبدو أن KREEP يتركز في "محيط العواصف" (Oceanus Procellarum) وما حوله، وهو أكبر السهول البركانية القريبة، ولكنه نادر في أماكن أخرى على القمر.
ويشتبه بعض العلماء في وجود صلة بين PKT وتدفقات الحمم القريبة، لكن السؤال عن سبب تركيز مجموعة العناصر على الجانب القريب ظل قائما.
وتقدم هذه الدراسة الجديدة شرحا مرتبطا بحوض القطب الجنوبي - أيتكين، ثاني أكبر فوهة صدمية معروفة في النظام الشمسي.
وأجرى العلماء محاكاة حاسوبية لكيفية تغير الحرارة الناتجة عن اصطدام عملاق من أنماط الحمل الحراري في باطن القمر، وكيف يمكن أن يعيد ذلك توزيع مواد KREEP في الوشاح القمري.
ويُعتقد أن KREEP يمثل الجزء الأخير من الوشاح الذي يتجمد بعد تشكل القمر. وعلى هذا النحو، من المحتمل أنه شكل الطبقة الخارجية من الوشاح، أسفل القشرة القمرية مباشرة. وتشير نماذج الجزء الداخلي للقمر إلى أنه كان ينبغي توزيعه بشكل متساو إلى حد ما تحت السطح. ولكن هذا النموذج الجديد يوضح أن التوزيع المنتظم سيتعطل بفعل عمود الحرارة من تأثير حوض أيتكين.
ووفقا للنموذج، فإن مواد KREEP كانت ستجتاز موجة الحرارة المنبعثة من منطقة تأثير حوض أيتكين مثل راكب الأمواج.
ومع انتشار عمود الحرارة تحت قشرة القمر، وقع تسليم هذه المادة في النهاية بشكل جماعي إلى الجانب القريب.
وأجرى الفريق محاكاة لعدد من سيناريوهات التأثير المختلفة، من الضربة القاضية إلى الضربة الخاطفة. بينما أنتج كل منها أنماط حرارة مختلفة وحرك KREEP بدرجات متفاوتة، خلقت جميعها تركيزات KREEP على الجانب القريب، بما يتوافق مع شذوذ حوض أيتكين.
ويقول الباحثون إن العمل يقدم تفسيرا موثوقا لواحد من أكثر ألغاز القمر ديمومة.
وأوضح الدكتور جونز: "كيف تشكل حوض أيتكين هو أهم سؤال مفتوح في علم القمر. وتأثير القطب الجنوبي - أيتكين هو أحد أهم الأحداث في تاريخ القمر. وهذا العمل يجمع هذين الأمرين معا، وأعتقد أن نتائجنا مثيرة حقا".
