رمزگشایی از نمونه‌های یک میلیارد ساله کشف شده از آپولو ۱۷

Giải mã bí ẩn mẫu vật hàng tỉ năm tuổi lấy về từ tàu Apollo 17 - 1 — یک بلور گوگرد (تصویر: mineral vision/iStock/Getty Images Plus).

تشخیص موج ضربه‌ای

دانشمندان ذرات غبار ترولیت (ذرات معدنی) را که توسط فضاپیمای آپولو ۱۷ در سال ۱۹۷۲ جمع‌آوری شده بود، کشف کردند. بر این اساس، این اشیاء ممکن است به قدمت ماه، یادگار ۴.۵ میلیارد ساله از منظومه شمسی اولیه، یا حتی قدیمی‌تر از آن باشند.

جیمز داتین، دانشمند سیاره‌شناس از دانشگاه براون (ایالات متحده آمریکا)، نتوانست تعجب خود را پنهان کند: «اولین فکری که به ذهنم رسید این بود که 'وای، این نمی‌تواند درست باشد.' ما مجبور شدیم دوباره بررسی کنیم تا مطمئن شویم همه چیز درست است، و همینطور هم شد. اینها واقعاً نتایج شگفت‌انگیزی هستند.»

در طول دهه ۱۹۶۰ و اوایل دهه ۱۹۷۰، فضانوردان آپولو ناسا در مجموع ۳۸۲ کیلوگرم از مواد ماه را به زمین آوردند. با این حال، دانشمندان با آگاهی از پیشرفت‌های فناوری آینده، برخی از نمونه‌های سنگ را برای نگهداری مهر و موم کردند و منتظر شرایط مطالعه بهتر ماندند.

یکی از این نمونه‌های حفظ‌شده توسط دانشمند سیاره‌شناس، داتین، و تیمش مورد مطالعه قرار گرفت و با استفاده از طیف‌سنجی جرمی، منبع گوگرد موجود در نمونه تعیین شد.

گوگرد عنصری حیاتی برای درک تاریخ زمین‌شناسی یک جسم است. این عنصر می‌تواند با فلزاتی مانند آهن پیوند برقرار کند، بین هسته، گوشته و جو یک سیاره حرکت کند و آثار ایزوتوپی محیطی را که در آن شکل گرفته است، حفظ کند.

ایزوتوپ‌ها نسخه‌هایی از یک عنصر با تعداد نوترون‌های متفاوت هستند. نسبت آنها در یک ماده بسته به نحوه ساخت آن ماده متفاوت است، نوعی "بارکد شیمیایی" که دانشمندان می‌توانند از آن برای ردیابی منشأ، مکانیسم تشکیل و سن یک نمونه استفاده کنند.

نمونه‌های کاوشگر آپولو ۱۷ به شماره ۷۳۰۰۱/۲ حاوی قطعاتی از ترولیت، ترکیبی از آهن و گوگرد که معمولاً در فضا یافت می‌شود، بودند.

داتین و تیمش می‌خواهند نسبت‌های ایزوتوپی گوگرد را در ترولیت‌ها بررسی کنند تا درباره تاریخ ماه بیشتر بدانند، به‌ویژه با تمرکز بر ذراتی که به نظر می‌رسد منشأ آتشفشانی دارند.

Giải mã bí ẩn mẫu vật hàng tỉ năm tuổi lấy về từ tàu Apollo 17 - 2 — فضانورد هریسون اشمیت در آپولو ۱۷ در حال استفاده از یک ابزار جمع‌آوری نمونه روی ماه است (عکس: ناسا).

یافته‌های غیرمنتظره از گوگرد-۳۳

برخی از بخش‌های نمونه غلظت کمی بالاتری از گوگرد-۳۳ داشتند، الگوی ایزوتوپی که با انتشار گازهای آتشفشانی سازگار است، همانطور که داتین و تیمش با مطالعه سنگ‌های آتشفشانی ماه پیش‌بینی کرده بودند.

با این حال، بخش‌های دیگر نمونه عکس این را نشان دادند: نسبت ایزوتوپ‌های گوگرد-۳۳ به طور قابل توجهی کاهش یافت.

داتین توضیح داد: «پیش از این تصور می‌شد که گوشته ماه ترکیب ایزوتوپ گوگردی مشابه زمین دارد. این همان چیزی بود که من هنگام تجزیه و تحلیل این نمونه‌ها انتظار داشتم، اما در عوض، مقادیری را یافتیم که با هر آنچه در زمین یافته‌ایم بسیار متفاوت است.»

دانشمندان هرگز نمونه‌ای از ماه با این نسبت ایزوتوپی ندیده‌اند، و احتمال تشکیل آن بسیار کم است.

این سطح از کاهش گوگرد-۳۳ نشان‌دهنده‌ی برهمکنش بین گوگرد و تابش فرابنفش در یک جو رقیق است و دو احتمال جذاب را مطرح می‌کند. هر دو احتمال نشان می‌دهند که ترولیت یک کانی باستانی است.

دو فرضیه در مورد منشأ گوگرد باستانی.

اولین احتمال این است که گوگرد روی خود ماه تشکیل شده باشد، تقریباً در همان زمانی که مطالعات نشان داد اقیانوسی از ماگما ماه نوپا را پوشانده است. با سرد شدن و متبلور شدن این اقیانوس، گوگرد-۳۳ ممکن است از سطح به جو اولیه ماه تبخیر شده و ایزوتوپ‌های سنگین‌تری را از خود به جا گذاشته باشد.

فرضیه دوم حتی جذاب‌تر است. فرضیه اصلی در مورد تشکیل ماه این است که زمین اولیه در دوران هرج و مرج منظومه شمسی اولیه توسط یک جسم به اندازه مریخ به نام Theia مورد اصابت قرار گرفته است.

برخی نظریه‌ها حاکی از آن است که قطعات حاصل در مدار زمین باقی مانده و با ادغام شدن، ماه را تشکیل داده‌اند، در حالی که بخشی از تئا در درون زمین ناپدید شده است.

اما بخش‌هایی از تیا نیز ممکن است روی ماه باقی مانده باشد. و محققان می‌گویند گوگرد عجیب قمری آن نیز ممکن است از تیا سرچشمه گرفته باشد.

نمی‌توان گفت کدام سناریو محتمل‌تر است، اما با این وجود می‌توانیم پیامدهای آن را در نظر بگیریم. داتین گفت، اگر گوگرد از نظر فتوشیمیایی تغییر کرده باشد، می‌تواند گواهی بر تبادل مواد باستانی از سطح ماه به گوشته باشد.

داتین توضیح داد: «روی زمین، ما صفحات تکتونیکی داریم که این کار را انجام می‌دهند، اما ماه این کار را نمی‌کند. بنابراین ایده نوعی مکانیسم تبادل در اوایل ماه جذاب است.»

وجود گوگرد غیرمعمول همچنین می‌تواند این فرضیه را که ماه از غبار رادیواکتیو حاصل از برخورد زمین-تئا تشکیل شده است، رد کند. اگر چنین بود، گوگرد به طور مساوی در سراسر گوشته ماه توزیع می‌شد.

Giải mã bí ẩn mẫu vật hàng tỉ năm tuổi lấy về từ tàu Apollo 17 - 3 — جیمز داتین، دانشمند سیاره‌شناس، از یک طیف‌سنج جرمی یون ثانویه برای تجزیه و تحلیل نمونه‌های قمری از آپولو ۱۷ استفاده می‌کند (تصویر: دانشگاه براون).

این یک کشف امیدوارکننده است و فقط نمونه‌ای است که از دهه ۱۹۷۰ در یک محفظه هلیوم ذخیره شده است. با این حال، رمزگشایی از این راز احتمالاً به نمونه‌های بیشتری از فراتر از زمین نیاز دارد: از ماه، از مریخ، احتمالاً حتی از سیارک‌ها، و ما به زمان قابل توجهی برای جمع‌آوری آنها نیاز خواهیم داشت.

صرف نظر از منشأ آنها، این ذرات عجیب‌ترین و قدیمی‌ترین رد گوگردی را که تاکنون روی ماه یافت شده، در خود جای داده‌اند، ردی کم‌رنگ که ما را به زمان شکل‌گیری منظومه شمسی بازمی‌گرداند.

منبع: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-ma-bi-an-mau-vat-hang-ti-nam-tuoi-lay-ve-tu-tau-apollo-17-20251126224829147.htm