اكتشاف يغير فهمنا لتاريخ الماء على القمر

يظهر بحث جديد أن القشرة القمرية المبكرة التي تشكل سطح القمر، كانت غنية بالمياه بشكل كبير منذ أكثر من 4 مليارات سنة، وهذا ما يتعارض مع الفهم السابق.

ومن خلال العمل على نيزك صنفته تارا هايدن، طالبة الدراسات العليا في الجامعة المفتوحة (المملكة المتحدة)، على أنه جاء من القمر، حددت هايدن، لأول مرة، معدن الأباتيت (الفوسفات الأكثر شيوعا) في عينة من القشرة القمرية المبكرة.

ويقدم البحث أدلة جديدة ومثيرة على أن القشرة المبكرة للقمر تحتوي على كمية من الماء أكبر مما كان يعتقد في الأصل، مما يفتح أبوابا جديدة لدراسة تاريخ القمر.

وقالت هايدن التي تعمل حاليا كعالمة كيمياء كوني مع جيولوجي الكواكب الشهير جوردون أوسينسكي في قسم علوم الأرض بجامعة ويسترن: “إن اكتشاف الأباتيت في القشرة المبكرة للقمر لأول مرة أمر مثير بشكل لا يصدق، حيث يمكننا أخيرا البدء في تجميع هذه المرحلة غير المعروفة من تاريخ القمر. لقد وجدنا أن القشرة المبكرة للقمر كانت أكثر ثراء بالمياه مما توقعنا، كما أن مكوناتها المتطايرة تكشف النظائر المستقرة عن تاريخ أكثر تعقيدا مما عرفناه من قبل”.

وتابعت: “تكشف النيازك القمرية عن أجزاء جديدة ومثيرة من تطور القمر وتوسع معرفتنا بما يتجاوز العينات التي تم جمعها خلال مهام أبولو. ومع بدء المرحلة الجديدة من استكشاف القمر، أنا حريصة على رؤية ما سنتعلمه من الجانب البعيد للقمر”.

وتم افتراض أن عينات أبولو في البداية كانت “فقيرة التطايرية (مقياس لميل المادة إلى التبخر)” عند عودتها من القمر، ما أدى إلى الوصف المعروف على نطاق واسع للقمر بأنه “جاف تماما”.

وفي عام 2008، اكتشف ألبرتو سال وباحثون آخرون وجود كميات كبيرة من الماء والمواد المتطايرة الأخرى في الخرز الزجاجي من مجموعة عينات أبولو. وأدى هذا إلى خمسة عشر عاما من إعادة تحليل عينات أبولو، بينما كشفت النيازك القمرية المكتشفة حديثا أن القمر يحتوي على كمية أكبر من الماء على سطحه.

وقالت هايدن: “نحن نعرف الكثير عن تاريخ الماء على القمر من عينات أبولو، ولكن يعتقد أن تلك العينات لا تمثل سوى نحو 5% من سطح القمر بأكمله. وحتى نحصل على المزيد من العينات في مهمات أرتميس القادمة، فإن العينات الأخرى الوحيدة التي لدينا من السطح هي النيازك”.

وتوصلت هايدن إلى هذا الاكتشاف في أثناء حصولها على درجة الدكتوراه من الجامعة المفتوحة، من خلال التحقق من عينة صخرية باعتبارها نيزكا قمريا. وبعيدا عن تحديد هويتها، أثبتت العينة أنها تحتوي على جزء أساسي من البيانات حول الماء على القمر.

وأوضحت هايدن: “كنت محظوظة للغاية لأن النيزك لم يأت من القمر فحسب، بل أظهر بشكل ملحوظ كيمياء حيوية للغاية لفهمنا للمعادن الحاملة للمياه على القمر”.

وركز هذا العمل في المقام الأول على معدن الأباتيت، الذي يحتوي على عناصر متطايرة في بنيته المعدنية. وعثر على الأباتيت في جميع أنواع الصخور القمرية باستثناء الخرز الزجاجي والأنورثوسايت الحديدي، حيث يمثل الأخير القشرة المبكرة للقمر. 

ومن المعروف أن مجموعة صخور الأنورثوسايت فانيرتيك (Ferroan Anorthosite) قديمة بشكل لا يصدق (4.5-4.3 مليار سنة) وهي النوع الصخري الوحيد المعروف أنه تشكل مباشرة من محيط الصهارة القمرية، عندما كان القمر منصهرا بالكامل تقريبا.

وقد سمح اكتشاف الأباتيت في هذا النوع من الصخور بإجراء فحص مباشر لهذه المرحلة غير المعروفة من تطور القمر لأول مرة.

نشرت الورقة البحثية لهذه الدراسة في مجلة Nature Astronomy