قد تعيد الهياكل المخفية على الجانب البعيد من القمر كتابة تاريخ تطور المجال المغناطيسي للقمر

الملخص:

تظهر دراسة جديدة أن البنية البركانية القديمة المدفونة على الجانب البعيد من القمر قد توفر واحدة من أقوى الأدلة حتى الآن على الجدل القائم منذ فترة طويلة حول أن "القمر كان لديه مجال مغناطيسي عالمي يتولد من باطنه عندما كان صغيرا".

قام فريق بحث من ETH Zurich بدمج بيانات الجاذبية التي حصلت عليها مهمة GRAIL التابعة لناسا وقياسات المجال المغناطيسي التي جمعها Lunar Prospector ومسبار Kaguya الياباني لاكتشاف كتلة صخرية عالية الكثافة ومغنطة بقوة في منطقة Der Waal على الجانب البعيد من القمر. ويقدر الباحثون أن الهيكل تحت الأرض يبلغ عرضه حوالي 60 كيلومترا ويمتد حوالي 9 كيلومترات تحت الأرض.

لم يعد القمر اليوم يمتلك مجالًا مغناطيسيًا عالميًا، ولكن لعقود من الزمن كان المجتمع العلمي يناقش ما إذا كان باطن القمر يحتوي في السابق على آلية دينامو مدفوعة مثل الأرض، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا عالميًا. كانت الدراسات السابقة على عينات الصخور القمرية التي أعادتها بعثات أبولو غير متسقة. تشير بعض الأدلة إلى أن القمر كان يتمتع بمجال مغناطيسي قوي في أيامه الأولى، بينما تشكك دراسات أخرى.

يعتقد فريق البحث أن البنية الموجودة تحت الأرض في منطقة ديوال من المحتمل أن تكون عبارة عن جسم من الصهارة صعد من باطن القمر منذ حوالي 4.2 مليار سنة ثم بردت وتصلبت في النهاية. ولأن العلماء كانوا قادرين على تقدير كمية الحديد الموجودة في هذه الصخور، فقد تمكنوا أيضًا من تحديد الحد الأدنى من قوة المجال المغناطيسي التي من شأنها أن تجعل الصخور مغناطيسية أثناء تبريدها.

وقال الباحثون إن نتائج الحسابات أظهرت أن قوة المجال المغناطيسي للقمر في ذلك الوقت من المحتمل جدًا أن تتجاوز 10 ميكروتسلا. وللمقارنة، يبلغ متوسط ​​قوة المجال المغناطيسي على سطح الأرض اليوم حوالي 50 ميكروتسلا.

قام فريق البحث أيضًا بتقييم احتمال آخر، وهو أن تأثير كويكب أو نيزك كبير تسبب في مغنطة الصخور. ومع ذلك، فإن منطقة دي وال تقع خارج المنطقة التي كان يُعتقد سابقًا أنها مسؤولة عن مغنطة التأثير، لذلك من المرجح أن يعتقد الباحثون أن ميزات المغنطة هذه تأتي من مجال مغناطيسي طويل الأمد يتولد داخل القمر، بدلاً من حدث اصطدام لمرة واحدة. وأشار الباحثون إلى أن هذا يعني أن المجال المغناطيسي المرتبط ينشأ بشكل شبه مؤكد من آلية دينامو طويلة الأمد داخل قلب القمر. ويدعم هذا الاكتشاف أيضًا فكرة أن القمر كان يمتلك في السابق مجالًا مغناطيسيًا داخليًا.

ومن الجدير بالذكر أن هناك أيضًا بنية سطحية خاصة تسمى "النمط الحلزوني القمري" في منطقة ديوال. غالبًا ما ترتبط هذه الأنماط السطحية المنحنية المشرقة بالشذوذ المغناطيسي الموضعي. أحد التفسيرات التي اقترحها العلماء هو أن المجال المغناطيسي الموزع أفقيًا يمكن أن يحرف الرياح الشمسية جزئيًا، وبالتالي يبطئ تأثير التجوية طويل المدى للرياح الشمسية على التربة القمرية، مما يسمح للمناطق ذات الصلة بالحفاظ على سطوع أعلى.

وقال الباحثون إن هذا النوع من الظواهر له أهمية كبيرة لأنشطة الهبوط على سطح القمر في المستقبل. وقد توفر خطوط المجال المغناطيسي المحلية لرواد الفضاء درجة من الحماية من الرياح الشمسية، بينما من المتوقع أن تساعد الدوامات القمرية العلماء على تحديد مناطق الحماية المحتملة هذه.

تعمل هذه الدراسة على تعزيز قاعدة الأدلة لوجود دينامو المجال المغناطيسي الداخلي في بداية القمر. ومع ذلك، ظهر لغز جديد: كيف يولد قلب القمر الصغير نسبيًا مثل هذا المجال المغناطيسي القوي؟ ويعتقد الباحثون أن اهتمام المجتمع العلمي الحالي يتغير تدريجياً من "ما إذا كان القمر يمتلك آلية مولدة في السابق" إلى "كيف تعمل هذه الآلية؟"

وأشار الفريق البحثي أيضًا إلى أنه من المتوقع استخدام طريقة الجمع بين بيانات الجاذبية المدارية وبيانات المجال المغناطيسي لدراسة تاريخ تطور المجال المغناطيسي للأجرام السماوية الأخرى في المستقبل. يعد المريخ هدفًا بحثيًا محتملًا، لكن دقة بيانات الكشف ذات الصلة في هذه المرحلة ليست كافية لإجراء تحليل تفصيلي مماثل لتحليل القمر.

تم نشر نتائج البحث في مجلة Science Advances. وتعتقد الدراسة أن شذوذ ديفال المغناطيسي من المرجح أن ينشأ من نشاط الصهارة العميقة، ويوفر أدلة رئيسية جديدة للكشف عن التطور الداخلي المبكر وتاريخ المجال المغناطيسي للقمر.