اكتشف علماء الكواكب كيف وأين تراكمت المياه على القمر على مدى مليارات السنين

نشر فريق دولي من علماء الكواكب في علم الفلك الطبيعة بحث يغير فهم أصول الماء على القمر. وبحسب حساباتهم فإن الجليد لم يظهر هناك بين عشية وضحاها بعد كارثة مثل سقوط مذنب عملاق. ومن الأرجح أنها تراكمت تدريجياً على مدى مليارات السنين.

وشارك في العمل على وجه الخصوص كل من بول هاين من جامعة كولورادو و عوديد أهارونسون من معهد وايزمان.

سر جليد القمر

لقد تحدث العلماء عن حقيقة وجود الماء على القمر لفترة طويلة. نحن لا نتحدث عن الماء السائل، بل عن الجليد المختبئ في الحفر العميقة بالقرب من القطب الجنوبي. لا تضيء الشمس هذه المناطق أبدًا وتظل شديدة البرودة.

كانت المشكلة مختلفة. مهمات المراقبة ناسا أظهر أن الجليد تم توزيعه بشكل غريب. يوجد الكثير منها في بعض الحفر، وفي بعضها الآخر لا يوجد شيء تقريبًا – على الرغم من أن الظروف متشابهة. لم يكن هناك تفسير لهذا لفترة طويلة.

اختبر الفريق عدة فرضيات. على وجه الخصوص، فكرة أن كل الماء وصل إلى القمر مرة واحدة، على سبيل المثال، مع مذنب كبير. لم يتم تأكيد هذا الإصدار.

يوضح هاين: “يبدو أن أقدم الحفر على القمر تحتوي أيضًا على معظم الجليد. وهذا يعني أن القمر كان يراكم الماء بشكل مستمر تقريبًا لمدة 3 أو 3.5 مليار سنة”.

بمعنى آخر، الجليد ليس أثرًا لحدث واحد، بل نتيجة لعملية طويلة.

من أين يأتي الماء أصلاً؟

يمكن أن يكون هناك عدة مصادر. من الممكن أن تكون بعض المياه قد ارتفعت من أعماق القمر أثناء النشاط البركاني القديم. جزء منه هو الطيران مع الكويكبات والمذنبات. هناك أيضًا آلية أقل وضوحًا.

تقصف الرياح الشمسية، وهي تيار من الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس، سطح القمر باستمرار. فهو يجلب الهيدروجين، الذي يمكن في ظل ظروف معينة أن يتحد مع الأكسجين الموجود في الصخور القمرية لتكوين جزيئات الماء.

يقول هاين: “تحتوي الرياح الشمسية على تيار مستمر من الهيدروجين الذي يضرب القمر، وبعض هذا الهيدروجين يمكن أن يتحول إلى ماء على سطح القمر”.

لماذا لا “يختفي” الجليد في كل مكان؟

مفتاح الحل هو ما يسمى الفخاخ الباردة. هذه هي الحفر التي يمكن أن تبقى في الظل الكامل لمليارات السنين. درجة الحرارة هناك منخفضة جدًا لدرجة أن الجليد لا يتبخر ويبقى دون تغيير تقريبًا.

لكن التفاصيل المهمة هي أن القمر غيّر ميله قليلاً مع مرور الوقت. ولهذا السبب، فإن نفس الحفر في عصور مختلفة يمكن أن تتلقى ضوء الشمس أو، على العكس من ذلك، تذهب إلى الظل.

قام الباحثون بتصميم نموذج لهذا التطور ورسموا خرائط للفخاخ الباردة الأطول عمرا. اتضح أنها تتزامن بشكل أفضل مع المناطق التي تسجل فيها الأجهزة الجليد.

أين تبحث عن الماء

واحدة من أكثر الأماكن الواعدة هي حفرة هوورث بالقرب من القطب الجنوبي. وتشير التقديرات إلى أنه ظل في الظل لأكثر من ثلاثة مليارات سنة، وهي ظروف مثالية لتراكم الجليد.

هذه البيانات مهمة ليس فقط للعلوم. الجليد على القمر هو مورد محتمل. يمكن استخدامه كماء لرواد الفضاء أو تحلله إلى هيدروجين وأكسجين لتكوين الوقود.

يقول أهارونسون: “يعد اكتشاف المياه خارج الأرض في حالة صالحة للاستخدام أحد أهم التحديات في علم الفلك”.

يقول هاين: “في نهاية المطاف، لن يتم حل مسألة مصدر المياه القمرية إلا من خلال تحليل العينات. نحتاج إما إلى دراستها محليًا أو إحضارها إلى الأرض”.

ويجري الآن إعداد بعثات جديدة لاختبار هذه الملاحظات. بخاصة، ناسا وتخطط الشركة لإرسال أداة L-CIRIS إلى القطب الجنوبي للقمر في نهاية العقد. يجب عليه أن يوضح بالضبط أين يتم إخفاء الرواسب الجليدية – وكم عددها بالفعل.