قد يتم حل لغز وجهي القمر قريبًا

منذ فترة طويلة، لا بد أن شيئًا غريبًا قد حدث عندما تشكل القمر لأول مرة. نحن لسنا متأكدين بالضبط مما كان عليه أو كيف حدث، ولكن آثار تلك الأحداث أدت إلى مجموعة هائلة من الاختلافات بين الجانب القريب من القمر - الجانب الذي يواجهنا دائمًا - والجانب البعيد، الذي لا يمكن الوصول إليه إلا عبر المركبات الفضائية. الجانب القريب مليء بالميزات المألوفة والتي يمكن التعرف عليها، بما في ذلك:

مناطق بيضاء مليئة بالفوهات، تمثل المرتفعات القمرية القديمة،

مناطق داكنة قليلة الفوهات، تمثل الأراضي المنخفضة المعروفة باسم ماريا القمرية،

تنبثق الأشعة الساطعة من العديد من الفوهات القمرية العميقة، ولكن فقط في مناطق ماريا المظلمة،

والعديد من الحفر ذات الأحجام المختلفة متراكبة فوق بعضها البعض، ولكنها توجد بشكل حصري تقريبًا في مناطق المرتفعات الخفيفة.

لكن الجانب البعيد، الذي لم يُلمح إلا للمرة الأولى في مهمة فضائية عام 1959، مختلف تمامًا. إنها تتألف بشكل حصري تقريبًا من المرتفعات المليئة بالفوهات، والقليل من ماريا المظلمة والمنخفضة الموجودة صغيرة جدًا مقارنة بالجانب القريب. من المعروف بالفعل أن أبسط تفسير لهذا التأثير خاطئ، ولكن هناك نظرية جامحة ولكنها مقنعة على وشك الاختبار. الآن بعد أن نجحت مهمة Chang’e-6 الصينية في إعادة عينات قمرية مأخوذة من الجانب البعيد للقمر إلى الأرض لأول مرة في تاريخ البشرية، يمكننا أخيرًا تحليلها ومقارنتها بعينات الجانب القريب التي كانت موجودة منذ رحلة أبولو. حقبة. بعد كل هذه السنوات، تم أخيرًا حل لغز نصفي الكرة الأرضية للقمر.

الفرق بين الجانب القريب من القمر والجانب البعيد من القمر

بدلاً من عدد كبير من البحار المظلمة ذات الفوهات الخفيفة، هناك واحد كبير فقط: يقع في نصف الكرة الشمالي على الجانب البعيد. لا توجد تلال جبلية عملاقة، مثل تلك التي تفصل بشكل بارز بين ماري إمبريوم وماري سيرينيتاتيس على الجانب القريب. هناك عدد أقل من الحفر العملاقة ذات الأشعة الهائلة التي تشع منها، مثل جيوردانو برونو وبيرازو، في حين أن الجانب القريب مليء بها: كوبرنيكوس، أريستارخوس، كيبلر، تايكو، وغيرها الكثير. ولكن ربما يمكن رؤية الفرق الأكبر على الإطلاق من حيث الارتفاع. باستثناء المنخفض الشمالي المعزول، وماري ماسكوفينس، وحوض القطب الجنوبي الضخم - أيتكين - وكلاهما على الأرجح ناجم عن تأثيرات قديمة - فإن الجانب البعيد من القمر على ارتفاع أعلى بكثير من الجانب القريب. وبشكل عام، فإن متوسط ​​ارتفاع الجانب البعيد من القمر أكبر من متوسط ​​ارتفاع الجانب القريب بنحو 2 كيلومتر، واستنادًا إلى البيانات السيزمية، فإن القشرة القمرية على الجانب البعيد أكثر سمكًا من قشرة الجانب القريب بنحو 15 كيلومترًا. لسبب ما، الجانب البعيد للقمر مليء بالفوهات، على ارتفاع أعلى بكثير، ويمتلك قشرة أكثر سمكًا (بنسبة ~ 25٪ أو أكثر) مقارنة بالجانب القريب للقمر.

العديد منا، عندما تعلموا ذلك، لديهم تفسير شبه غريزي للسبب الذي يجعل الجانب البعيد أكثر حفرًا من الجانب القريب: لأن الأرض تقع في طريق الجانب القريب. بعد كل شيء، القمر قريب نسبيًا، على مسافة متوسطة تبلغ 380 ألف كيلومتر فقط من الأرض، والأرض أكبر بكثير (ما يقرب من أربعة أضعاف قطر القمر) وأضخم بكثير (حوالي 82 مرة أكبر من القمر)، يجب أن يجعلها هدفًا أفضل بكثير للمؤثرين المحتملين. ولهذا السبب، قد تميل إلى الاعتقاد بأن الجانب البعيد من القمر مليء بالفوهات لأنه يفتقر إلى التأثيرات الوقائية التي توفرها الأرض: حيث يعمل كدرع من هذه التأثيرات على الجانب القريب. ولسوء الحظ، فإن هذا التفسير ينهار تمامًا عندما نقيس التأثيرات الوقائية ونقارنها بمعدلات الحفر المرصودة. المسافة بين الأرض والقمر، على الرغم من صغرها على مقاييس النظام الشمسي، إلا أنها في الواقع أكبر بحوالي 30 مرة من قطر الأرض، مما يعني أن فرق الفوهات يجب أن يكون أقل من 1% تقريبًا. على الرغم من ضخامة الأرض، فإن معدلات الحفر في نصفي الكرة الأرضية للقمر يجب أن تتأثر بشكل متساوٍ تقريبًا بجاذبية الأرض، مما يعني مرة أخرى وجود اختلاف في معدلات الحفر بين الجانب القريب والجانب البعيد بنسبة تقل عن 1% تقريبًا.

كيف ومتى تشكل القمر لأول مرة، ما نوع السيناريو الذي يهيئه ذلك؟

في وقت مبكر، خلال المراحل الأولى من تكوين الكواكب، كان هناك الكثير من الحرارة المتبقية من سديم ما قبل الطاقة الشمسية والتي تسببت في تكوين هذه الكواكب، وكانت درجة الحرارة المقدرة للأرض خلال هذه المراحل المبكرة ما يقرب من عشرة أضعاف سخونة وهي اليوم: في مكان ما حوالي 2700 كلفن، أو درجة حرارة المصباح الأبيض الدافئ التقليدي. ونحن نعلم أيضًا، من خلال رصد المعالم التي انطبعت في الأرض عبر التاريخ الجيولوجي، أنه في وقت مبكر، كان كوكبنا يدور بسرعة أكبر بكثير حول محوره، ومن خلال القوانين التي تحكم الزخم الزاوي، فإن هذا يعني أن القمر كان أقرب بكثير إلى الأرض في الماضي. من المحتمل أن القمر، حتى عند تكوينه الأولي، قد تم إنشاؤه بالفعل مقيدًا مديًا بالأرض، حيث يشير أحد وجهي القمر دائمًا نحو الأرض ويشير الوجه المقابل دائمًا بعيدًا، ولكن حتى لو لم يكن الأمر كذلك، فإن وُلد القمر وهو يدور، وتعلمنا فيزياء الجاذبية أنه قد يصبح مغلقًا مديًا بسرعة كبيرة: على فترات زمنية تصل إلى 100000 عام على الأكثر.

بمعنى آخر، إذا كانت هذه هي قصة خلق نظام الأرض والقمر، فهناك الآن تنبؤ قابل للاختبار: يجب أن تكون بعض العناصر سهلة التبخر أكثر وفرة كجزء من قشرة الجانب البعيد من القمر مقارنة بقشرة الجانب القريب من القمر. إذا تم تشكيل القمر بحيث يكون مقيدًا مديًا تمامًا (أو شبه مثالي) بالأرض، فيجب أن يكون الجانب القريب مستنفدًا في هذه العناصر، بينما يجب أن يكون الجانب البعيد وفيرًا فيها. من ناحية أخرى، إذا كان القمر يدور باستمرار طوال فترة تكوينه، فيجب ترسيب هذه العناصر بنفس الطريقة التي يتم بها ترسيب الفحم على الدجاج المشوي: بالتساوي نسبيًا عبر سطحه.

في نواحٍ عديدة، هذا هو جمال العلم: لقد أصبح مكشوفًا ليراه الجميع. لدينا بعض الأفكار حول ما نعتقد أنه قد حدث، وكذلك كيف حدث، وكلها تتفق مع الأدلة التي جمعناها حتى الآن أم أن هناك مفاجآت أكبر في الطريق؟