يعرف العلماء على وجه اليقين أن القمر لا يحتوي حاليًا على غلاف مغناطيسي. لكنهم ظلوا يناقشون لعقود من الزمن حول ما إذا كان قد حدث ذلك على الإطلاق. أثبتت البيانات المأخوذة من عينات أبولو والأدوات العلمية المدارية أنها مثيرة للخلاف، وبالتالي لا يزال الجدل محتدمًا. لكن ورقة بحثية جديدة أجراها باحثون في ETH Zurich وDLR ومعهد علوم الأرض التطبيقية تأمل في حل هذا الجدل مرة واحدة وإلى الأبد – من خلال إثبات أن القمر كان لديه في الواقع دينامو مغناطيسي.
لإثبات هذه النقطة، لجأوا إلى ميزة على سطح القمر لا يمكن رؤيتها من الأرض – ديوار سويرل. تقع هذه المنطقة على الجانب البعيد من القمر شمال غرب حوض القطب الجنوبي آيتكين (SPA) المشهور جدًا بموارده المائية المحتملة، وقد أظهرت هذه المنطقة واعدة لأنها بدا أنها تؤوي “شذوذين” مختلفين، أحدهما مغناطيسي والآخر الجاذبية.
لقد عرف علماء جيولوجيا الكواكب عن دوامة ديوار منذ فترة طويلة، وصنفوها في النهاية على أنها “كريبتوماري” – وهو نوع من رواسب البازلت القديمة المخبأة تحت طبقات من الحطام الناتج عن الاصطدام. كما أنها تحتوي على “دوامة قمرية”، وهو نوع من العلامات التي تظهر على سطح القمر مثل ضربات الفرشاة، وتتزامن دائمًا تقريبًا مع شذوذ مغناطيسي.
يتحدث فريزر عن إعطاء القمر جوًا
عادة، تظهر هذه الدوامات في مجموعات، لكن ديوار فريد من نوعه لأنه معزول نسبيًا ويقع مباشرة فوق نقطة جيوكيميائية ساخنة تحتوي على الكثير من أكسيد الحديد وثاني أكسيد التيتانيوم والثوريوم والبيروكسين. يبلغ عرض الجسم الجيولوجي الذي يقع مباشرة أسفل دوامة ديوار حوالي 60 كيلومترًا ويتراوح عمقه بين 5 و9 كيلومترات. والأهم من ذلك، أنها تتمتع أيضًا بكثافة أعلى من المنطقة المحيطة بها، مما يخلق “شذوذًا في الجاذبية” في القراءات المدارية، والذي يقترن أيضًا بمستوى مغنطة قوي.
تطلبت دراسة ما هو مخفي فعليًا بين دوامة ديوار من الباحثين استخدام البيانات المدارية من مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار الجاذبية والمغناطيسية، بما في ذلك تلك الموجودة على GRAIL وLunar Prospector وKaguya. وقد أتاح لهم جمع هذه البيانات معًا استخدام تقنية نظرية المعلومات المعروفة باسم تباين المعلومات (VI) لحساب “انعكاس” البيانات لمحاولة تحديد الكائن الذي كان يصنعها. وبعد معرفة أبعادها وكثافتها العامة، أصبحت الصورة أكثر وضوحًا، حيث كانت دوامة ديوار تستقر مباشرة فوق قمة بركان مدفون.
من المؤكد أن هذا البركان لم ينفجر منذ مليارات السنين. وكان ذلك أمرًا جيدًا، حيث من المحتمل أن يؤدي انفجاره إلى محو طبقات من الثرى الناعم الذي كان موجودًا فوقه لمدة طويلة تقريبًا. كان من الممكن أن يكون ذلك مأساة لأن الثرى هناك بدا أكثر سطوعًا مما كان متوقعًا.
يتحدث فريزر عن كيف تعطي التلال الموجودة على القمر فكرة عن جيولوجيته.
هذا البياض العالي، وهو ما تتكون منه الدوامة، ناتج عن شيئين. أولا، يجب أن يكون الثرى غنيا بأكسيد الحديد، وهو عاكس للغاية. يتأثر أكسيد الحديد أيضًا بسرعة في الرياح الشمسية، لذا يجب حماية المادة التي تشكل دوامة ديوار بطريقة ما. قرر الباحثون أن الدرع كان قادمًا من البازلت الأساسي، والذي قدم شذوذًا مغناطيسيًا أفقيًا دفع الرياح الشمسية بعيدًا عن الثرى مباشرة فوقه، مما سمح له بالبقاء أكثر سطوعًا لفترة أطول، وتناقضه مع البازلت الداكن المحيط به.
الأمر الذي يطرح السؤال التالي، إذا كانت الدوامة ناتجة في الواقع عن شذوذ مغناطيسي، فلماذا لا تحتوي جميع الشذوذات المغناطيسية على دوامات؟ يبدو أن الإجابة البسيطة هي اتجاه الشذوذ نفسه. كان شذوذ ديوار أفقيًا، مما يعني أنه دفع جزيئات الرياح الشمسية بعيدًا عن الثرى تحته، في حين أن بعض الشذوذات المغناطيسية الأخرى تكون عمودية، مما أدى إلى توجيه جزيئات الرياح الشمسية مباشرة إلى الثرى وتسبب في إظلامه بشكل كبير ومحو أي أثر للدوامة.
ومن السمات الرئيسية لهذا الشذوذ المغناطيسي أنه يبدو أنه تم إنشاؤه على مدى مئات الآلاف إلى ملايين السنين تحت تأثير المجال المغناطيسي. وهذا ببساطة غير ممكن في حالة نشوئه نتيجة اصطدام كويكب، حيث أن تلك الحقول لا تدوم إلا لبضعة أيام على الأكثر، مما يترك مجالًا مغناطيسيًا طويل المدى، ناجمًا عن الدينامو، باعتباره المصدر المحتمل الوحيد لشذوذ ديوار المغناطيسي.
خريطة الشذوذات المغناطيسية القمرية بالقرب من القطب الجنوبي. الائتمان – لي لونج
يساعد تحديد تاريخ تشكل صخرة ديوار أيضًا على تضييق نطاق المجال المغناطيسي. يقع الكريبتومار نفسه على قمة مقذوفات حوض القطب الجنوبي-أيتكين، والتي تكونت منذ حوالي 4.32 مليار سنة. ولكنها مغطاة أيضًا بمقذوفات من حوض فروندليتش-شارونوف، الذي تم إنشاؤه منذ حوالي 4.14 مليار سنة. لذلك، منذ حوالي 4.22 مليار سنة، تأثر سطح القمر بالمجال المغناطيسي الذي دفع بركان ديوار إلى التطور إلى حالة شاذة لا يزال بإمكاننا رؤيتها حتى اليوم.
من المسلم به أنه حتى في ذلك الوقت، لم يكن المجال المغناطيسي على القمر قويًا كما هو على الأرض اليوم (حوالي 11 ميكروتسلا مقارنة بـ 50 ميكروتسلا تقريبًا للأرض). والآن يتحول السؤال من ما إذا كان القمر يمتلك “دينامو” يقود مجالًا مغناطيسيًا إلى “كيف يعمل الدينامو؟” قد تأتي الإجابات على ذلك من خلال سلسلة من المهام المستقبلية التي تجمع المزيد من البيانات حول التاريخ الجيولوجي للقمر.
ستقوم مركبة الهبوط Lunar Vertex قريبًا بزيارة دوامة أخرى مشهورة تُعرف باسم Reiner Gamma، حيث ستراقب شذوذها المغناطيسي عن كثب وتربطها مرة أخرى باختلافات البياض. يمكن لمهمات إعادة العينات الأخرى، مثل بعثات Chang’e-7/8 أو Artemis السطحية، أن تعيد أيضًا المزيد من الصخور ذات التاريخ الجيولوجي الأكثر تحديدًا من عينات أبولو. لكن في الوقت الحالي، تمثل هذه الورقة خطوة أخرى إلى الأمام في فهمنا لتطور القمر، ومدى اختلاف أقرب جيراننا في سنواته الأولى عما نراه اليوم.
يتعلم أكثر:
ETH Zurich – يقدم الجانب البعيد من القمر أدلة على وجود مجال مغناطيسي سابق
X. يانغ وآخرون – أصل الصهارة لشذوذ ديوار المغناطيسي: الآثار المترتبة على دينامو القمر المبكر
UT – الدوامات الغامضة على القمر يمكن تفسيرها من خلال تحت الأرض
UT – هل أدى تأثير كبير على القمر إلى جعل صخوره مغناطيسية؟
