ماه و زمین در ابتدا یکی بودند!

فرارو- در یک دستاورد جدید علمی، دانشمندان با بررسی غلظت گاز‌های موجود در شهاب سنگ‌های قمری متوجه شدند که ایزوتوپ این گاز‌ها ریشه در زمین دارد و این بدان معناست که این دو جسم مدت‌ها قبل یکی بودند.

به گزارش فرارو، زمین و ماه آن در منظومه شمسی منحصر به فرد هستند. زمین تنها سیاره‌ای است که فقط یک قمر دارد که اتفاقا در چرخه حیات آن بسیار تأثیرگذار است. در واقع، برخی تحقیقات نشان می‌دهد که بدون ماه، زندگی روی زمین ممکن بود پدیدار نشود. همچنین ماه به نسب اندازه زمین- ماه کمی بیش از یک چهارم زمین است- بسیار بزرگ است، به همین دلیل، بسیاری از دانشمندان سعی دارند تا بفهمند ماه از کجا آمده است.

نظریه‌ای وجود دارد که می‌گوید در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش که زمین در آتشی از مواد مذاب می‌سوخت، سیاره‌ای بزرگ به نام Theia به آن برخورد کرد که حاصل آن انفجاری عظیم بود. در پی این انفجار تکه‌های از زمین به فضا پرتاب شدند که به مرور زمان با هم ترکیب شدند و در نهایت ماه شکل گرفت. این نظریه تا پیش از این در حد یک تئوری بود تا اینکه یک دستاورد جدید علمی توانست تا حد زیادی آن را تأیید کند.

دانشمندان دانشگاه واشنگتن آمریکا با بررسی ایزوتوپ گاز‌های هلیوم و نئون که در شهاب‌سنگ‌های قمری بازیابی شده از قطب جنوب به دام افتاده‌اند، متوجه شدند که این گاز‌ها با نمونه‌هایی که در باد خورشیدی یافت می‌شوند مطابقت دارند، اما نکته جالب توجه این بود که گاز‌های موجود در شهاب سنگ‌های قمری هرگز در معرض باد‌های خورشیدی قرار نگرفته بودند. این نکته به همراه غلظت مشخص ایزوتوپ آرگون، نشان می‌دهد که این گاز‌ها از زمین نشأت گرفته اند، یعنی زمانی که این دو جسم در مدت‌ها قبل یکی بودند.

پاتریزیا ویل، کیهان‌شناس سابق مرکز ETH زوریخ در سوئیس و کنونی دانشگاه واشنگتن می‌گوید: «پیدا کردن گاز‌های خورشیدی در مواد بازالتی ماه که به هیچ وجه با قرار گرفتن در سطح ماه ارتباطی ندارند، نتیجه هیجان‌انگیزی بود.» مطالعه مستقیم ترکیبات مواد ماه کار بسیار سخت و پیچیده‌ای است، زیرا آخرین حضور انسان بر روی این قمر مربوط به سال ۱۹۷۲ است و برای همین نمونه‌های چندانی از این سیاره در دست نیست. با این همه شهاب سنگ‌های قمری گاه و بی گاه به زمین برخورد می‌کنند و این یک شانس بزرگ برای دانشمندانی محسوب می‌شود که می‌خواهند ترکیبات ماه را بشناسند.

ویل و همکارانش نیز از همین شهاب سنگ‌های قمری برای مطالعه خود بهره بردند. آن‌ها شش تکه شهاب سنگ که از قطب جنوب بدست آمده و همگی متعلق به یک شهاب سنگ اصلی هستند را مورد بررسی قرار دادند. دانشمندان می‌گویند این سنگ زمانی تشکیل شد که ماگما از داخل ماه به سمت بالا تراوش کرد و به سرعت سرد شد، سپس توسط لایه‌هایی از بازالت پوشانده شد تا از محیط اطراف – از جمله پرتو‌های کیهانی و باد خورشیدی – در امان بماند. در ادامه به نظر می‌رسد یک برخورد با سطح ماه سبب شد تا این سنگ از ماه جدا شده و به سمت زمین پرتاب شود.

تیم تحقیقاتی برای بررسی ترکیبات این شهاب سنگ‌ها از یک طیف‌سنج جرمی گاز در آزمایشگاه ETH زوریخ استفاده کردند. این طیف سنج یکی از قدرتمندترین ابزار‌های جهان و تنها ابزاری است که می‌تواند ترکیبات شهاب سنگ‌ها را شناسایی کند. تیم تحقیقاتی دریافت که ذرات شیشه زیر میلی‌متری در بازالت، نشانه‌های ایزوتوپی هلیوم و نئون را مانند کپسول‌های زمانی کوچک حفظ کرده‌اند. این کپسول‌ها نشانه‌هایی از باد‌های خورشیدی را در خود داشتند درحالی که هرگز در معرض آن قرار نگرفته بودند، بنابراین دانشمندان مطمئن شدند که این گاز‌ها باید از جای دیگری آمده باشند.

در ادامه این تیم دریافتند که نسبت ایزوتوپی نئون بسیار شبیه به نسبت ایزوتوپی نئون در توده‌های گوشته زمین است که احتمالاً از زمان شکل گیری سیاره، یعنی ۴.۵ میلیارد سال پیش، دست نخورده هستند. محققان نتیجه گرفتند که این شباهت نشان می‌دهد که گاز‌ها از زمین آمده اند. نتایج این تحقیق در نشریه Science Advances به چاپ رسیده است.

منبع: sciencealert

ترجمه: مصطفی جرفی-فرارو