پوسته ماه متشکل از یک ماگما منجمد است

سابقه مطالعه دقیق دانشمندان درباره ماه به ماموریت های آپولو باز می گردد؛ زمانی که فضانوردان نمونه های سنگی را از سطح ماه برای تجزیه و تحلیل به زمین آوردند. آیا پس از سال ها مطالعه، تحقیق و بررسی می توان گفت پوسته ماه متشکل از یک ماگما منجمد است؟

آپولو ۱۱ نمونه هایی را از مناطق مرتفع و کم رنگ روی سطح ماه که به راحتی از زمین قابل مشاهده است، جمع آوری کرد. این ارتفاعات از یک سنگ نسبتا سبک به نام آنورتوزیت ساخته شده اند که در اوایل تاریخ تشکیل قمر زمین، بین ۴.۳ تا ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفته است.

رازهایی در تشکیل آنورتوزیت در ماه وجود دارد. سن ارتفاعات آنورتوزیت با مدت زمانی که طول کشید تا اقیانوس ماگمایی ماه خنک شود، مطابقت ندارد. اما دانشمندان با انجام یک سری از مطالعات جدید فکر می کنند که موفق به حل این معما و کشف این راز شده اند.

از آنجا که زمین شناسان دقیقا نمی دانند که آنورتوزیت های قمری چگونه شکل گرفته اند، به این موضوع بسیار علاقه مند هستند. تشکیل این مواد شامل تبلور کسری است؛ جایی که بلورهای معدنی آنورتیت هنگام تشکیل از ماگما حذف می شوند و بلورهای سبک تر به سطح می آیند. اما برخی از جزئیات شکل گیری آنها هنوز نامشخص است.

(نکته: آنورتوزیت سنگی است که ارتفاعات را تشکیل می دهد. آنورتیت یک کانی است. بنابراین آنورتوزیت ها سنگ هایی هستند که از نظر آنورتیت بسیار غنی هستند.)

طبق فرضیه اصلی درباره ماه چگونه بوجد آمده است، برخورد دو پیش سیاره باعث ایجاد ماه شده است. یکی از پیش سیاره ها به زمین و سیاره کوچکتر به ماه تبدیل شد. پس از این حادثه ماه چنان گرم شد که تمام گوشته آن مذاب شد که زمین شناسان به آن اقیانوس ماگما می گویند.

اما در این توضیح مشکلاتی وجود دارد و دانشمندان تصور می کنند که پاسخ بهتری دارند. آن ها کار خود را در مقاله ای با عنوان “پوسته ماه متشکل از یک ماگما منجمد است” ارائه کرده اند.

از زمان آپولو، تصور می شد که پوسته ماه توسط کریستال های آنورتیت سبک شناور در سطح اقیانوس ماگمای مایع تشکیل شده و کریستال های سنگین تر در کف اقیانوس، جامد می شوند و این چگونگی شکل‌گیری ارتفاعات ماه را توضیح می‌دهد.

اما این نتیجه گیری بر اساس نمونه هایی از آپولو ۱۱ است و محققان امروزی ابزار و شواهد بیشتری در اختیار دارند. تجزیه و تحلیل سنگ های ماه و تجزیه و تحلیل عمیق تر سطح ماه با نتیجه گیری قبلی در تناقض است.

به نظر می رسد آنورتوزیت های قمری به جای تکه تکه شدن، ناهمگن تر هستند. آنورتیت ها در سرتاسر سنگ پخش شده اند، اما سطح آن به ویژه از نظر آنورتیت غنی است. این یافته ها نشان می دهد که درک ما از اقیانوس ماگمای قمری کامل نیست.

بنابراین در اقیانوس ماگمای باستانی چه اتفاقی افتاد تا این آنورتوزیت های ناهمگن در ارتفاعات ماه ایجاد شوند؟ یکی از سرنخ‌ها، اختلاف بین محدوده سنی در آنورتوزیت‌ها و مدت زمانی است که اقیانوس ماگما خنک شده است. آنورتوزیت ها بیش از ۲۰۰ میلیون سال قدمت دارند اما اقیانوس در حدود ۱۰۰ میلیون سال است که جامد شده است.

با توجه به محدوده سنی و ترکیبات آنورتوزیت‌ها در ماه و آنچه درباره چگونگی مستقر شدن کریستال‌ها در ماگمای منجمد می دانیم، پوسته ماه باید از طریق مکانیسم دیگری شکل گرفته باشد.

دانشمندان یک مدل ریاضی برای شناسایی این مکانیسم ایجاد کردند. مدل آن‌ها نشان می‌دهد که برای کریستال‌های سنگین‌تر دشوار است که در گرانش کمتر ماه به پایین بنشینند. جریان های همرفتی در اقیانوس ماگما نیز مانع از ته نشین شدن آن ها می شود.

اینگونه دانشمندان دریافتند که اقیانوس می‌تواند نوعی دوغاب تشکیل دهد، جایی که کریستال‌ها به جای نشستن یا بالا آمدن، معلق می‌مانند. همچنین دریافتند که یک آستانه بحرانی وجود دارد. هنگامی که محتوای کریستال در دوغاب بالاتر از این آستانه باشد، دوغاب چسبناک تر می شود و تغییر شکل کندتر می شود.

با رسیدن به این کسر کریستالی بحرانی، ویسکوزیته مخلوط به طور چشمگیری افزایش می یابد که ممکن است منجر به طولانی شدن مرحله اقیانوس ماگمای ماگمایی شود. در این سناریو، سطح دوغاب سریعتر از داخل سرد می شود. نتیجه، پوسته غنی از آنورتیت است که در ارتفاعات ماه می بینیم و یک فضای داخلی لجن آلودتر و مخلوط تر در داخل وجود خواهد داشت.

دانشمندان بر این باورند که این «درپوش» راکد همان پوسته ماه است که به‌عنوان مذاب سبک‌ وزن غنی‌شده با آنورتیت تشکیل شده است و یک دوغاب کریستالی همرفت در زیر آن نفوذ می‌کند. خنک شدن اقیانوس ماگمای اولیه چنان جابجایی شدیدی را به وجود آورد که کریستال ها به صورت دوغاب معلق ماندند.

.