فوهة القمر: جليد الماء أصغر من المتوقع؟

يمكن أن يؤدي تآكل الميكروميتوريت إلى انتشار وتجديد الجليد القمري

دائم في الظل: هناك جليد مائي في الحفر القطبية للقمر - ولكن هذا قد يكون أصغر سنا وأكثر تقلبًا مما كان يعتقد سابقًا. © ناسا / GSFC
قراءة بصوت عال

من القديم: ربما يكون الجليد المائي في الحفر القمرية القطبية أصغر من المتوقع. بدلاً من الملايين أو حتى بلايين السنين ، ربما تكون رواسب الجليد على بعد بضعة آلاف من السنين ، كما قرر الباحثون. نظرًا لتأثير جزيئات الماء الدقيقة ، يتم إخراج جزيئات الماء باستمرار من قاع الحفرة ، في نفس الوقت يتم إضافة الماء العذب. هذا يمكن أن يكون ميزة للبعثات القمرية في المستقبل.

كان قمر الأرض يعتبر جافًا جدًا. لكن في الوقت نفسه ، أثبتت قياسات مجسات القمر وتحليلات عينات الصخور من بعثات أبولو وجود مياه على سطح القمر. جزء منه محصور في صخرة القمر ، ولكن هناك أيضًا جليد مائي في فوهات المناطق القطبية القمرية. يكمن السبب في الظل العميق على مدار السنة ، وبالتالي يعمل كنوع من المصيدة الباردة لجزيئات الماء. هذا يمكن أن تتراكم في بعض طبقات طبقات الجليد بسمك متر.

صورة زائفة اللون لمنطقة القطب الجنوبي للقمر - هنا يمكن أن يكون هناك جليد مائي في الحفر. © ناسا / استوديو التصور العلمي

الأسهم القديمة؟

ولكن ما مدى استمرار هذه الإمداد بالثلج المائي؟ وفقًا للنظرية الشائعة ، يكون الجو باردًا جدًا في قاع الحفرة القمرية ، بحيث تظل قطرات الماء التي يتم ترسيبها هناك طويلة إلى ما لا نهاية. ويضمن الصقيع الشديد الذي يقل عن 200 درجة تحت الصفر أن جزيئات الماء لا يمكن أن تذوب أو تتبخر. وبالتالي فإن الجليد في حفر البولكا يمكن أن يتراوح عمره بين ملايين ومليارات سنة - على الأقل هذا ما اعتقدوه حتى الآن.

ومع ذلك ، فإن دراسة جديدة تثير الشكوك حول هذا الجليد القديم. لأن الحفر القمرية القطبية باردة ، لكنها ليست معزولة تمامًا. يوضح ويليام فاريل من Goddard أن "سطحها يتأثر بجزيئات الرياح الشمسية والنيازك - والتي يمكن أن تعزز التفاعلات التي تحدث عادة في درجات حرارة سطح أعلى فقط". مركز الرحلات الفضائية التابع لناسا في الحزام الأخضر.

قصفته الرياح الشمسية والنيازك

تمت دراسة عواقب هذا القصف على جليد الحفرة القمرية بالتفصيل بواسطة فاريل وزملائه في محاكاة نموذجية. اتضح أن الرياح الشمسية وحدها تضمن أن جزيئات الماء قد انفجرت مرارًا وتكرارًا من قشور الماء. يمكن تحريك المزيد من الماء الممزوج بغبار القمر بسبب تأثير النيازك الصغيرة. عرض

يقول الباحثون إنه بمجرد إطلاقها من الجليد ، يمكن أن تطير كتل الجليد الصغيرة هذه إلى مسافة تصل إلى 30 كيلومترًا. نتيجةً لذلك ، يتم توزيع المياه على أرضية الحفرة ، لكنها تُنقل أيضًا إلى حافة الحفرة وإلى مناطق أخرى أكثر دفئًا. تقول المؤلفة المشاركة دانا هيرلي من: "كل هذه التأثيرات تنشر طبقة شجاعة من الآيس كريم على هذه الأسطح ، مما يعرضها للحرارة الشمسية والبيئة الفضائية". جامعة جونز هوبكنز.

الحجاب المياه هازدنر فوق الحفر

يتبخر جزء من ثلج الماء الذي تم إخراجه ، وبالتالي يمكنه الهروب تمامًا من الحفرة. وفقًا للباحثين ، تُحدث فوهة قمرية طولها 40 كيلومترًا حوالي عشرة تريليونات من جزيئات الماء في الثانية. وقال فاريل وتقرير فريقه "لقد قررنا أنه يجب أن يكون هناك فضاء مائي فوق الحفر القطبية". يمكن اكتشاف ضباب بخار الجوسامر على الاورام الحميدة القمرية في تحقيقات الفضاء المستقبلية. لأن كل سنتيمتر مكعب يجب أن يكون هناك واحد إلى عشرة جزيئات الماء.

والأهم من ذلك أن سطح هذه الرواسب الجليدية يتغير باستمرار بسبب هذا التآكل المستمر. يقول الباحثون: "يستغرق تآكل نصف ميكرون من سطح الجليد أقل من ألفي عام." في حين أن المنحدرات والرياح الشمسية تزيلان باستمرار جزءًا من الجليد ، فإن النيازك المحتوية على الماء تضيف أيضًا جليدًا مائيًا جديدًا. يقول فاريل: "لم يعد بإمكاننا رؤية هذه الحفر كخزانات للمياه الميتة".

بضعة آلاف من السنين بدلاً من ملايين السنين

لكن هذا يعني أن الجليد في الحفر القمرية ربما لا يصل عمره إلى ملايين أو مليارات السنين ، ولكنه أصغر سناً. وقال فاريل وتقرير فريقه: "الجزء الأكبر من هذا النظام الفاتر يجب أن يكون أقل من 2000 عام". الأمل في العثور على رواسب جليدية من الأيام الأولى للنظام الشمسي في الحفر القمرية هباء.

ومع ذلك ، فإن النتائج الجديدة لها أيضًا شيء إيجابي: في بعثات القمر المستقبلية ، قد لا يكون رواد الفضاء قادرين على النزول إلى قاع البرد الشديد في الحفر القمرية بحثًا عن الماء. يقول هيرلي: "تخبرنا نتائجنا أن النيازك تقوم ببعض الأعمال وتنقل المواد من أبرد مناطق الحفريات إلى ضواحيها". "هناك ، يمكن لرواد الفضاء الوصول إلى الجليد المائي بواسطة روفر يعمل بالطاقة الشمسية".

"نحن بحاجة إلى بيانات مباشرة"

سواء تم العثور على جليد مائي بالفعل أم لا على حواف الحفرة ، فمن المحتمل أن يعرض فقط المهام القادمة إلى الحفر القطبية. عندها يمكن لروفرز أو رواد الفضاء استكشاف مدى عمر الجليد القمري بالفعل وما إذا كان هناك نوع من دورة بخار الماء على القمر الصناعي للأرض. يقول هيرلي: "نحتاج إلى بيانات مباشرة لفهم ما يحدث هناك". (رسائل الأبحاث الجيوفيزيائية ، 2019 ؛ دوي: 10.1029 / 2019GL083158)

المصدر: ناسا / مركز غودارد لرحلات الفضاء

- ناديا بودبريجار