قمر الأرض – ملخص النتائج الجزء الثالث

الفصل الأخير في السلسلة التي تغطي القمر، بما في ذلك تحليل نتائج اختراعات الجليد المائي على سطحه

ملخص نتائج قمر الأرض الجزء الأول
قمر الأرض – ملخص النتائج الجزء الأول
قمر الأرض – ملخص النتائج الجزء الأول

جليد الماء

تم العثور على أدلة على احتمال وجود الماء على القمر في عينات التربة التي أعادها طيارو أبولو. يوجد في كتلة البازلت معدن الأباتيت (معدن يحتوي على فوسفات الكالسيوم). ما تم العثور عليه هو الهيدروجين على شكل هيدروكسيل سالب الشحنة (-1 OH) داخل البنية الشبكية لمعدن الأباتيت (1). في عينات التربة التي أحضرها طيارو أبولو 17، تم العثور على الماء مع العناصر المتطايرة في الصهارة، والتي هي نفسها محاصرة داخل البلورات الموجودة داخل حبات الزجاج البركاني (2).

تمت المحاولة الأولى للتحقق مما إذا كان هناك بالفعل ماء على القمر باستخدام المركبة الفضائية كليمنتين، ولم تكن مراقبة مباشرة للمسطحات المائية، بل كانت مراقبة غير مباشرة. وباستخدام طبق هوائي المركبة الفضائية، تم بث إشارات الراديو إلى مناطق مختلفة حول القطب الجنوبي، وهي الأماكن التي يمكن إخفاء الجليد المائي فيها. بعد ذلك، باستخدام هوائيات الراديو على الأرض، بدأوا في البحث عن انعكاسات الإشارات في لوحة هوائي ياسمين في البر، والتي تم نقلها إلى الأرض. وتبين أن انعكاسات الماء الممزوجة بالأرض عادت بالفعل من القمر. وبتحليل النتائج توصلوا إلى أن عمق الجليد يبلغ 15 مترا ويغطي مساحة 56 كيلومترا مربعا. ويوجد داخل الفوهات جليد لا يقل حجمه عن 1.6 مليون متر مكعب في المناطق المظلمة. ومن الممكن أن يكون أصل هذه المياه من آلاف المذنبات التي ضربت القمر في آخر 3 مليارات سنة. ويطلق اصطدام مذنب بالقمر بخار الماء الذي يحيط به فوق سطح الأرض، ولكن ينزل بعض منه إلى الأرض في أماكن تبلغ درجة الحرارة فيها 40 درجة مئوية فوق الصفر المطلق ولا يمكنهم المغادرة هناك. لمدة 3 مليارات سنة تراكم الجليد بكمية كبيرة (3). وفقا للحسابات الإجمالية التي تم إجراؤها، تم العثور على 11-300 مليون طن من الجليد المائي في هذه الأماكن (4). كما عثر المنقب القمري على أدلة إضافية على وجود الماء. تم العثور على دليل على وجود الماء في كلا القطبين. وفقًا للتقدير، فإن كمية الجليد المائي في القطب الشمالي أكبر مرتين من تلك الموجودة في القطب الجنوبي (2). كما تم تأكيد هذا الدليل من قبل المركبة الفضائية الهندية تشاندريان (5).

في مقال نشر في مجلة Nature في يوليو 2010، ورد أنه في الصور التي التقطتها المركبة الفضائية الهندية تشاندريان، تم العثور على "الندى القمري" على السطح. وتبين أن الماء أكثر شيوعا مما كان يعتقد على السطح وداخل القمر مع بعض التشابه مع الماء داخل الأنظمة البركانية على الأرض. من المحتمل أن يكون أصل "الندى القمري" هو الرياح الشمسية التي جلبت معها الهيدروجين الذي تلامس مع الأكسجين القمري. ربما تأتي المياه المذكورة في الطبيعة من مصدر مختلف تمامًا. ربما تم إحضارها بواسطة النيازك التي ضربت القمر والتي من المحتمل أنها تحتوي على جليد مائي. إن وجود البراكين التي كانت نشطة قبل 4 مليارات سنة يعطي الباحثين تلميحًا إلى أن الماء كان موجودًا داخل القمر ذات يوم. والسبب هو أن ديناميكيات البراكين على الأرض والقمر مدفوعة في المقام الأول بالمياه (7). اكتشفت المركبة الفضائية LRO أشكالًا من الصقيع في المناطق المظلمة من القطبين (8).

درجات الحرارة

أظهر قياس درجات الحرارة على القمر اختلافات شديدة بين النهار والليل وليس من الصعب فهم السبب. خلال النهار يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 130 درجة مئوية وفي الليل 180 درجة مئوية - (9). ويجب الأخذ في الاعتبار أن هناك أماكن ستكون فيها درجات الحرارة منخفضة حتى أثناء النهار. يعني الأماكن المظللة. كل صخرة وكل جبل يلقي بظلاله على محيطه، وكما هو الحال في كرة من الضوء، فإن طول الظل مشروط بموقع الشمس في السماء. أبرد الأماكن في مناطق الظل ستكون في مركزها (فرضية الكاتب-حاييم مزار). أول إشارة إلى العلاقة بين درجة الحرارة والغازات المختلفة على سطح القمر نشأت عندما بدأوا بالتفكير في برمجة حقيقة وجود غاز الأرجون عند القطبين. وفي هذه الأماكن سيكون تركيزه أكبر من أي مكان آخر على القمر. ومن القياسات التي أجرتها المركبة الفضائية LRO اتضح أن قطبي القمر هما أبرد الأماكن في النظام الشمسي ولهذا السبب فإن التنظيم في هذه الأماكن سيكون في حالة صلبة (10). بدون ضوء الشمس يمكن أن يكون نطاق درجة الحرارة C°173.9- C°238 – (K°100-K°35) (11).

أَجواءה

والمثير للدهشة أن القياسات التي أجرتها مركبة أبولو الفضائية كشفت أن القمر له غلاف جوي، وإن كان رقيقًا جدًا. ولهذا السبب فمن الأفضل أن نسميها المجال البيئي. يتم إنشاؤه نتيجة التبخر المستمر للمواد الموجودة على السطح. ويضيعون في الفضاء أو يعودون إلى الأرض. تحدث هذه العمليات يوميًا على الرغم من وجود بعض الأجواء دائمًا. ويتم من خلاله إعادة تدوير الغازات المختلفة الموجودة فيه. ويوجد هذا النوع من الغلاف الجوي على المذنبات. وأظهرت الملاحظات الأرضية التي أجريت عام 1998 أن هذا الغلاف الجوي يحتوي على بخار الصوديوم وأن القمر له ذيل طويل من غاز الصوديوم. ويمكن ملاحظته على مسافة 800,000 كيلومتر من القمر. وتبين أنه عند ولادة القمر تحتاج ذرات الصوديوم إلى يومين للوصول إلى الأرض. يتم دفعهم بعيدًا عن القمر بسبب الضغط الذي تمارسه عليهم أشعة الشمس. تنجذب إلى الأرض بسبب جاذبيتها وتتركز في ذيل طويل وضيق (12).

والمثير للدهشة أنه على الرغم من رقة الغلاف الجوي، إلا أنه يحتوي على طبقة أيونوسفير. أول دليل على ذلك جاء في السبعينيات من المركبتين الفضائيتين الروسيتين لونا 70 ولونا 20. وقد لاحظت أجهزة المركبة الفضائية طبقة من الجسيمات المشحونة ترتفع عشرات الكيلومترات فوق سطح الأرض. تم العثور على 19 إلكترون في كل سم20، أي 1000 مرة أكثر مما كانوا يعتقدون. تم العثور على أدلة داعمة لهذه الملاحظة عندما تمر موجات الراديو القادمة من مصادر بعيدة في الفضاء بالقرب من طرف القمر. ومن العوامل الأخرى التي تساهم في تكوين هذا الغلاف الجوي كميات صغيرة من الغاز الناتج عن التحلل الإشعاعي الذي يتسرب من باطن القمر. المصادر الأخرى هي النيازك والرياح الشمسية التي تقذف الذرات من الأرض. ويساهم الغبار المذكور في الفصل السابق أيضًا في طبقة الأيونوسفير (1000).

اكتشفت المركبة الفضائية تشاندرايان تدفقًا للأيونات على الجانب الليلي. وتبين أن القمر مصدر كبير لذرات الهيدروجين المحايدة عالية الطاقة. 20% - 15% من البروتونات الموجودة في الرياح الشمسية التي تضرب سطح القمر تعود إلى الفضاء على شكل هيدروجين محايد (14). وفقًا لنتائج LCROSS وLunar Prospector، تم العثور على أكبر تركيز للهيدروجين في القطبين، وبالمقارنة بين القطبين، فإن التركيز الأكبر يقع في القطب الشمالي. ويبدو أن مصدر ذلك هو الجليد المائي الموجود في الحفر المظللة عند القطبين (15).

قشرة القمر

وبناء على النتائج التي توصلت إليها مركبة أبولو الفضائية، أصبح من الواضح أن سمك القشرة على الأقل في موقعي هبوط أبولو 12 وأبولو 14 يبلغ 55-70 كيلومترا، ومن المحتمل أن تكون مكونة من طبقتين.(16) ويبلغ سمك القشرة من الجهة المخفية 70 كم (17). وبحسب النتائج التي توصلت إليها المركبة الفضائية LRO، فإن هناك اختلافات بين المستويات (طوبوغرافيا) على سطح القشرة، كما تم تأكيد الوجود المفاجئ للسيليكا في 5 أماكن مختلفة (18). تخترق بعض الحفر الأثرية عمق القشرة الأرضية ويمكن استخدامها للتعرف على بنية القمر وتكوينه. تخترق بعض الحفر التي يبلغ قطرها بضعة كيلومترات إلى عمق مئات الأمتار وحفر أكبر مثل فوهة تايكو التي يبلغ قطرها 85 كيلومترًا تخترق إلى عمق عشرات الكيلومترات (17).

النواة

كما قدم المنقب القمري معلومات بخصوص قلب القمر. وبحسب أحد النماذج فإن قطر النواة يتراوح بين 220-450 كم. وإذا كان حجم النواة هو الأصغر بين هذه القيم، فهي مصنوعة من الحديد النقي. وإذا كان أكبر هذه القيم هو الصحيح، فإن كثافته أقل وهو مصنوع من كبريتيد الحديد. وتبلغ كتلته ما بين 1%-4% من كتلة القمر(19). وبحسب دراسة أخرى فإن حجم النواة يتراوح بين 500-860 كيلومترا. وفي هذه الحالة تبلغ كتلته 2% من كتلة القمر (20). هناك بالفعل فرق بين نتائج الدراستين، ولكن يمكنك الحصول على فكرة جيدة عن حجم النواة.

ومن خلال اختبار عينات التربة التي أعادها طيارو أبولو 11، أصبح من الواضح أنه في الماضي البعيد كان للقمر نواة سائلة تعمل مثل الدينامو لفترة أطول مما كان يعتقد. ما الذي يحفز دينامو غير واضح. وفقًا لأحد التفسيرات، فإن دينامو القمر يتصرف بشكل مشابه لتصرف دينامو الأرض. وعندما بدأت الأرض تبرد، بدأ قلبها السائل في التحرك ودعم الدينامو والمجال المغناطيسي الذي خلقه هذا الدينامو. على الأرض هذا الدينامو لا يزال نشطا. فيما يتعلق بالقمر، فقد تم الافتراض بأن هذا الدينامو تم تشغيله بشكل رئيسي نتيجة لتبريد الجزء الداخلي للقمر وأنه من الممكن أن يكون موجودًا بعد عدة مئات الملايين من السنين بعد تكوين القمر (21).

المجالات المغناطيسية

وأظهر فحص عينات التربة التي أعادها طيارو أبولو أن بعضها ممغنط، مما يشير إلى تعرضها لمجالات مغناطيسية في الماضي. بالإضافة إلى ذلك، لاحظت المركبات الفضائية التي تتحرك في مدارات القهوة حولها مناطق شاذة مغناطيسية، وهي أماكن ترتفع فيها المجالات المغناطيسية من الصخور. أدت هذه النتائج إلى تطوير فرضية غير عادية. كان للقمر مجال مغناطيسي قوي خاص به. كانت قوة هذا المجال المغناطيسي أكبر مرتين من المجال المغناطيسي للأرض. اليوم، الانطباع الذي تم الحصول عليه بناءً على هذه النتائج هو أن القمر كان يحتوي على نواة حديدية صغيرة وأن المجال المغناطيسي هناك قد نشأ قبل 2-3.2 مليار سنة، وهي الفترة التي تفجرت فيها تدفقات الحمم البركانية على الأرض... لتطوير المجال المغناطيسي، يجب أن يكون القلب منصهرًا. في هذه الحالة، تتطور تيارات الحمل الحراري، وبعد ذلك تنفجر الحرارة إلى سطح الأرض. يبرد سطح النواة ويعود إلى الداخل نحو القمر على شكل عمود أكثر كثافة. كان دوران الحديد المنصهر بمثابة دينامو وخلق مجالًا ثنائي القطب مثل الأرض اليوم (3.6). يقدم مقال نشر في يوليو 22 في مجلة ساينس نهجا مماثلا يعتمد على تحليل العينات التي أحضرها طيارو أبولو 2012 والتي بموجبها خلق القلب المنصهر مع تيارات الحمل الحراري مجالا مغناطيسيا قويا قبل 11 مليار سنة، على الرغم من أنه ليس من الواضح ما الذي دفع هذا الدينامو. من الممكن أن يكون هذا الدينامو متماسكًا مثل قلب الأرض. عندما برد القمر، بدأ قلبه المنصهر في التحرك ودعم الدينامو والمجال المغناطيسي الذي أنشأه. وفقًا لنماذج مختلفة، إذا كان دينامو القمر قد استمر في الحفاظ على نفسه فقط من خلال التبريد الداخلي للقمر، فمن الممكن أن يكون موجودًا بعد عدة ملايين من السنين فقط من تكوين القمر (3.7).

تشير النتائج التي توصلت إليها المركبة الفضائية Lunar Prospector إلى أن النواة كانت منصهرة قبل 3.6 مليار سنة على الأقل، وهو الوقت الذي انتهى فيه تأثير الكويكبات والنيازك الكبيرة على الأرض. وجد مقياس المغناطيسية الخاص بالمركبة الفضائية آثارًا للمغناطيسية محاصرة في بقع من القشرة الأرضية. ربما كانت تلك التأثيرات قوية جدًا لدرجة أن الصخور اهتزت بقوة شديدة لدرجة أنها تركت علامة على المجال المغناطيسي. وهذا يعني أن قوة هذا المجال المغناطيسي في ذلك الوقت تكمن في أن تأثير دينامو تدفق المعادن في القشرة خلق مجالًا مغناطيسيًا قويًا مثل مجال الأرض. تتمتع إحدى هذه البقع بقوة مغناطيسية قوية لدرجة أنها تنحرف عن السطح الجسيمات المشحونة من الرياح الشمسية، بنفس القدر الذي ينحرف به المجال المغناطيسي للأرض. وقد لوحظت هذه الظاهرة بالفعل بواسطة المسبار الفضائي إكسبلورر 35 الذي دار حول القمر عام 1967. يمكن أن تشير هذه النتيجة أيضًا إلى أن نواة القمر في الماضي كانت من الحديد المنصهر وكان لها بصمة قوية للمجال المغناطيسي (19).

قام المنقب القمري برسم خريطة للمجالات المغناطيسية للقشرة القمرية ولاحظ أيضًا التفاعل بين الرياح الشمسية والمناطق المختلفة على سطحها مع المجالات المغناطيسية القوية عند خطوط العرض S°80 – S°30 وعلى ارتفاع 100 كم عن الأرض. تُظهر خرائط الانعكاس الإلكتروني في المناطق الواقعة على الجانب المقابل (القطب المقابل) لأحواض إمبريوم سيرينتاتيس، والتي تصل إلى خط عرض S°80، أن المجالات المغناطيسية في القشرة الأرضية تملأ معظم مناطق الضد لهذه الأحواض. تؤكد هذه النتائج الفرضية القائلة بأن التأثيرات التي تخلق الأحواض تخلق مجالات مغناطيسية في القشرة القمرية في مناطق القطب المقابل. إن المجالات المغناطيسية في حوض إمبريوم قوية بما يكفي لحرف الرياح الشمسية وتكوين غلاف مغناطيسي صغير، وجيوب مغناطيسية يصل طولها إلى مئات الكيلومترات، ونظام من موجات الصدمة (23). وقد اكتشفت المركبة الفضائية الهندية شاندرايان أن للقمر خصائصه الخاصة. الغلاف المغناطيسي الخاص بها، وإن كان صغيرًا جدًا (24).

الهجرة القطبية

ويبدو أنه في أوقات مختلفة خلال تاريخ القمر، كان المجال المغناطيسي في اتجاهات مختلفة بالنسبة للقشرة. أدى حساب قوة واتجاه مغناطيسية القمر إلى عدد من الاستنتاجات التي تمس تاريخ الأرض والقمر كنظام واحد والقمر نفسه. ويبدو أن جسم القمر قد تغير وضعه بالنسبة لمحور دورانه حول نفسه. وحافظ المحور على موقعه في الفضاء، لكن القمر كان يدور حول نفسه بحيث أصبحت المناطق التي كانت في القطبين الآن أقرب إلى خط الاستواء، وتسمى هذه الظاهرة بالهجرة القطبية. وذلك لأنه من وجهة نظر الشخص الموجود على الأرض، يبدو له أن القطبين هما اللذان يتغيران. أدى الجمع بين هذا الاستنتاج وموقع العديد من الحفر إلى استنتاج آخر مفاده أن عدة أجسام كبيرة دارت حول القمر وتحطمت، ووصل كل منها إلى الأرض وتركت بصماتها على شكل سلسلة من الحفر بالقرب مما كان في ذلك الوقت القمر. خط الاستواء. ويبدو أن هذه الإصابات تسببت في هجرة القطبين (22).

رياح الشمس

كشفت النتائج التي تم التوصل إليها في السنوات الأخيرة عن نوع جديد من التفاعل بين الرياح الشمسية والأجسام الخالية من الغلاف الجوي في النظام الشمسي. المناطق التي تسمى الشذوذات المغناطيسية بشكل رئيسي على الجانب المخفي تعمل على تحويل الرياح الشمسية على الجانب المخفي للقمر وبالتالي حماية الأرض. كان الافتراض المقبول هو أن الأرض تمتص الرياح الشمسية، لكن النتائج التي توصلت إليها المركبة الفضائية الصينية 1 تشانغ، والمركبة الفضائية اليابانية كاجويا، والمركبة الفضائية الهندية تشاندريان أظهرت أن هذا التفاعل أكثر تعقيدًا مما كانوا يعتقدون. ولوحظ تدفق كبير وقوي على سطح القمر، ربما بسبب الرياح الشمسية المنعكسة من الثرى الموجود على السطح.

وأظهر رسم خرائط الذرات عالية الطاقة القادمة من القمر أن حوالي خمس فوتونات الرياح الشمسية التي تصل إلى القمر تعود إلى الفضاء. وقد لوحظت ظاهرة مماثلة على قمر المريخ الصغير فوبوس بواسطة المركبة الفضائية مارس إكسبريس. وفي تحليل تفصيلي لمناطق مختلفة على القمر اتضح أن هذا الانحراف للرياح الشمسية يتم عن طريق تراكم الشذوذات المغناطيسية في نصف الكرة الجنوبي على الجانب المخفي من القمر (25).

كما تم اكتشاف تدفق الأيونات على الجانب الليلي من القمر، وهو مصدر كبير لذرات الهيدروجين المحايدة والقوية. يتم إرجاع 20% - 15% من البروتونات الناتجة عن الرياح الشمسية إلى الفضاء وتكون في حالة محايدة. تمتص التربة كمية صغيرة من الهيدروجين ((14.

מקורות

1. "فريق معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا يجد دليلاً على وجود الماء في معادن القمر" 23.7.2010/XNUMX/XNUMX
http://www.space-travel.com/reports/Caltech_Team_Finds_Evidence_Of_Water_Iin_ Moon_ Minerals_999.html

2. "أجزاء من باطن القمر رطبة مثل الوشاح العلوي للأرض" 30.5.2011
http://www.space-travel.com/reports/ Parts _Of_ Moon_ Interior_ As _Wet _As _Earth’s _Upper_ Mantle_999.html

3. "قمر كليمنتين الجليدي" علم الفلك مارس 1997 ص. 26

4. هاروود دبليو – المنقب يجد الجليد على القمر” Astronomynow أبريل 1998 ص. 22

5. "العثور على الجليد المائي عند قطبي القمر" علم الفلك يونيو 1998 ص. 20

6. "الهند فوق القمر مع اكتشاف المياه" 25.9.2009/XNUMX/XNUMX
http://www.moondaily.com/report/India_Over_The_Moon_With_Water_Discovery_ _999.html

7. "الماء على القمر منتشر على نطاق واسع" 23.7.2010/XNUMX/XNUMX
http://www.space-travel.com/report/ Water _On_ The_ Moon_ Is_ Widespread_999.html

8. "موقع الرطوبة في المركبة الفضائية القمرية" 13.1.2012
http://www.space-travel.com/report/ Lunar_ Orbiter_ Spots_ Moisture Location_ 999.html

9. “غرفة عملاقة تحت الأرض عثر عليها على سطح القمر بواسطة المركبة الفضائية الهندية تشاندريان-1”.
http://www.dailyspacegalaxy.com/my-webblog/2011/23/ giant- underground -chamber –found- on- the- moon- by Indian’s- Chandryaan -1 spacecraft-spacecraft.html

10. خوسيه م. - "الأرجون على القمر" 23.9.2009/XNUMX/XNUMX
http://www.moondaily.com/report/ Argon_ On _The_ Moon_999.html

11. "LRO يكتشف غازات مفاجئة في عمود تأثير القمر LCROSS" 22.10.2010
http://www.space-travel.com/report/ Detects_ Surprising_ Gases_ In _ LCROSS_ Lunar _Impact_ Plume_999.html

12. "اكتشاف ذيل الصوديوم القمري" 1.6.1999
http://www.astronomynow.com/breaking/9906/15moontail/index-html

13. فيليبس ت. - "لغز الغلاف الأيوني القمري" 17.11.2011/XNUMX/XNUMX
http://www.space-travel.com/reports/ Mystery _Of _The_ Lunar_ Ionosphere_999.html

14. "أجهزة شاندريان تجد الغلاف المغناطيسي حول القمر" 17.11
http://www.moondaily.com/report/ Chandryaan _ Instruments_Finds _Magnetosphere _Around_ Moon_999.html

15. بيندر آلان ب.-"المنقب القمري: نظرة عامة" العلوم 4.9.1998 المجلد. 281 ص. 1475-1476

16. لاثام غاري وآخرون. - "زلازل القمر والتكتونية القمرية" المجلد القمري. 4 أرقام 3/4 يونيو - يوليو 1972 ص. 373-382

17. سبوديس بول. أ- "ثقوب القمر العملاقة" علم الفلك مايو 1996 ص. 50-55

18. "رؤى جديدة حول التعقيد الجيولوجي الغني للقمر" 20.9.2010
http://www.space-travel.com/reports/New_Insights_Iinto_The_Moon’s_Rich_Geologic _Complexity_999.html

19. إيريون آر..- "الألغاز الأساسية للقمر المنقب القمري"
http://sciencemag.org/cgi/contents/full/281/5382/1423

20. إيريون ر- "رفع الآفاق القمرية" علم الفلك فبراير 2000 ص. 45-51

21. تشو ج.- "ما الذي دفع دينامو القمر؟ من المرجح أن قلب القمر المنصهر كان مدعومًا بمصدر طاقة بديل. 27.1.2012
http://www.physorg.com/news/2012-01.drove-lunar-dynamo-moon-molten.html

22.. رونكورن إس كيه- "مغناطيسية القمر القديمة" مجلة ساينتفيك أمريكان 12/11987 ص. 34-42

23. لين RP وآخرون. -"المجالات المغناطيسية لسطح القمر وتفاعلها مع الرياح الشمسية: نتائج من المنقب القمري." مجلد العلوم. 281 ص. 1480-1484 4.9.1998

24. أدوات تشاندريان تجد الغلاف المغناطيسي حول القمر" 17.11.2009
http://moondaily.com/reports/Chandryaan_Instruments_Find_Magnethosphere _Around_ Moon-999.html

25. "الشذوذات المغناطيسية تحمي القمر" 27.9.2010/XNUMX/XNUMX
http://www.space-travel.com/reports/Magnetic_Anomalies_Shield_The_ Moon_999.html