کشف شواهدی از برخورد کیهانی که ماه را شکل داد

پژوهشی درباره سنگ معدنی فلزی در اعماق ماه، نشان می‌دهد حدود بیش از ۴ میلیارد سال پیش ماه بر اثر یک برخورد کیهانی با زمین شکل گرفته است. برخی از بقایای سیاره گمشده در پوسته زمین مدفون شده‌اند، اما شواهد مبنی بر این که سایر بقایای آن پس از این سقوط کجا رفته‌اند، مبهم باقی مانده است.

داده‌های جدید فضاپیمای گرل (GRAIL) ناسا، نشان می‌دهد ذخایر بزرگی از سنگ معدنی آهن-تیتانیوم در اعماق سطح ماه قرار دارند.

شناسایی ناهنجاری‌های گرانشی (محفظه‌های متراکم و سنگین از ماده) در اعماق سطح ماه توسط حسگرهای فضاپیمای GRAIL موجب تمرکز مقاله جدید گروه بروکت روی آن شد. آدرین بروکت (Adrienne Brockett) ژئوفیزیک‌دان سیاره‌ای در مرکز هوافضای آلمان (German Aerospace Center به اختصار DLR)، می‌گوید: «تحلیل این تغییرات در میدان گرانشی ماه سبب شد که زیر سطح ماه را بررسی کنیم و ببینیم چه چیزی زیر آن نهفته است.»

یافته‌های جدید فضاپیمای گرل از تئا

این فضاپیما در گوشته ماه (ناحیه بین پوسته و هسته)، دو ناحیه متراکم و مطابق با ذخایر ایلمنیت تیتانیوم-آهن را شناسایی کرد که در صورت درست بودن، نظریه برخورد یک سیاره به اندازه مریخ به نام تئا (Theia) با زمین که منجر به شکل‌گیری ماه شد را تایید می‌کند.

پس از برخورد احتمالی تئا، قطعاتی از این سیاره در اعماق پوسته زمین و گدازه‌های مذاب سرشار از تیتانیوم و آهن سنگین نیز به سمت هسته ماه فرو رفتند و سنگ‌های سبک‌تر را به سمت بالا راندند. جفری اندروز هانا (Jeffrey Andrews Hanna)، hc دانشگاه آریزونا (Lunar and Planetary Laboratory به اختصار LPL)، می‌گوید: «قمر ما به معنای واقعی کلمه زیر و رو شد.»

مدل‌های کامپیوتری ارائه‌شده توسط نان ژانگ (Nan ZHANG)، پژوهشگر دانشگاه پکن (Peking University) چین، چارچوب اصلی این نظریه را ارائه کردند که ماده غنی از تیتانیوم در اعماق ماه وجود دارد و در نتیجه آن می‌توان گفت که منشا ماه، تکه‌هایی از سیاره تئا است.

اندروز هانا می‌گوید: «وقتی پیش‌بینی‌های مدل را دیدیم، گویی همه چیز برای ما روشن شد. زمانی که به تغییرات ظریف در میدان گرانشی ماه نگاه می‌کنیم، دقیقا همان الگو را می‌بینیم که یک شبکه از مواد متراکم را زیر پوسته پنهان می‌کند.»

برخورد کیهانی که ماه را شکل داد

در پژوهش‌های صورت‌ گرفته روی زمین، یافتن دو ناحیه متراکم و غیرعادی در گوشته سیاره ما که LLSVP نام دارند به این نظریه اعتبار داده‌اند که برخورد بین سیاره‌ای تئا، قمر ما را ایجاد کرده است. یکی از دو LLVP زیر صفحه تکتونیکی آفریقا و دیگری زیر صفحه تکتونیکی اقیانوس آرام قرار دارد که تجهیزات لرزه‌نگاری مشابه آنچه برای تشخیص زمین‌لرزه استفاده می‌شوند، آن‌ها را بررسی می‌کنند.

وجود آن‌ها زمانی مشخص شد که زمین‌شناسان متوجه تفاوت و کاهش چشمگیر امواج لرزه‌ای در عمق نزدیک به سه هزار کیلومتری دو منطقه با سایر نقاط زمین شدند. دانشمندان معتقدند مواد موجود در این دو LLVP بین دو تا بیش از ۳ درصد متراکم‌تر از گوشته اطراف زمین هستند.

گروهی از پژوهشگران به سرپرستی موسسه فناوری کالیفرنیا (California Institute of Technology به اختصار Caltech) آمریکا به این ایده رسیدند که دو LLVP می‌توانند از مقدار کمی از مواد تئا تکامل یافته باشند که به گوشته پایینی زمین باستانی وارد شده است. برای تایید این موضوع، آن‌ها از هونگپینگ دنگ (Hongping Deng)، پژوهشگر رصدخانه نجوم شانگهای (Shanghai Astronomical Observatory به اختصار Shao) چین، کمک خواستند تا این ایده را با کمک روش‌های پیشگامانه خود در دینامیک سیالات بررسی کند.

دنگ پس از اجرای یک مجموعه شبیه‌سازی دریافت که به دنبال برخورد، مقدار قابل توجهی از مواد تئا -حدود دو درصد از جرم زمین- به گوشته پایینی سیاره باستانی زمین وارد شده است. کیان یوان (Qian Yuan)، ژئوفیزیک‌دان موسسه فناوری کالیفرنیا، می‌گوید: «با تحلیل دقیق طیف گسترده‌تری از نمونه‌های سنگ، همراه با مدل‌های برخورد و مدل‌های تکامل زمین می‌توانیم ترکیب مواد و پویایی مداری زمین اولیه را استنباط کنیم.»

بروکت امیدوار است که ماموریت‌های آتی ناسا به ماه، مانند ماموریت‌های آرتمیس بتوانند بررسی‌های لرزه‌ای مشابهی را انجام دهند و اولین داده‌های لرزه‌ای از ماه را برای تایید بهتر نظریه برخورد تیا ارائه کنند. وی افزود: «ماموریت‌های آینده، امکان بررسی بهتر هندسه این ساختارها را فراهم می‌کنند.»