اكتشف علماء في جامعة هاواي أن الإلكترونات الموجودة في طبقة بلازما الأرض تؤثر على تجوية القمر وقد تساهم في تكوين الماء. يعمق هذا الاكتشاف فهمنا للعلاقة بين الأرض والقمر ويوفر فرصًا للاستكشاف المستقبلي.
اكتشف فريق من الباحثين بقيادة علماء الكواكب في جامعة هاواي في مانوا أن الإلكترونات عالية الطاقة في طبقة بلازما الأرض تساهم في عملية التجوية على سطح القمر، والأهم من ذلك، أن هذه الإلكترونات قد تساهم في تكوين الماء على سطح القمر. ونُشر البحث في مجلة Nature Astronomy في 14 سبتمبر.
يعد فهم تركيز المياه وتوزيعها على القمر أمرًا بالغ الأهمية لفهم تكوين القمر وتطوره وتوفير موارد المياه للاستكشاف البشري في المستقبل. ويساعد الاكتشاف الجديد أيضًا في تفسير أصل الجليد المائي الموجود سابقًا في المناطق المظللة بشكل دائم على القمر.
بسبب مغناطيسية الأرض، يوجد مجال قوة حول الأرض يسمى الغلاف المغناطيسي الذي يحمي الأرض من التجوية الفضائية والإشعاع الضار من الشمس. تدفع الرياح الشمسية الغلاف المغناطيسي وتعيد تشكيله، وتشكل ذيلًا طويلًا على الجانب الليلي. صفيحة البلازما الموجودة داخل الذيل المغناطيسي هي منطقة مكونة من إلكترونات وأيونات عالية الطاقة، والتي قد تنشأ من الأرض والرياح الشمسية.
في السابق، ركز العلماء في المقام الأول على دور الأيونات عالية الطاقة في التجوية الفضائية للقمر وغيره من الأجسام الخالية من الهواء. وتقصف الرياح الشمسية، المكونة من جزيئات عالية الطاقة مثل البروتونات، سطح القمر وتعتبر إحدى الطرق الرئيسية التي يتشكل بها الماء على القمر.
وقد أظهر شواي لي، الباحث المشارك في كلية علوم وتكنولوجيا المحيطات والأرض بجامعة مانوا (SOEST)، سابقًا أن الأكسجين الموجود في الذيل المغناطيسي للأرض يؤدي إلى تآكل الحديد في المناطق القطبية للقمر.
"وهذا يوفر مختبرًا طبيعيًا لدراسة تكوين الماء على سطح القمر." عندما يكون القمر خارج الذيل المغناطيسي، يتم قصف سطح القمر بالرياح الشمسية. داخل الذيل المغناطيسي، حيث لا يوجد تقريبًا أي بروتونات للرياح الشمسية، من المتوقع أن ينخفض تكوين الماء إلى الصفر تقريبًا.
وقام لي وزملاؤه بتحليل بيانات الاستشعار عن بعد التي جمعتها أداة رسم خرائط المعادن القمرية الهندية بين عامي 2008 و2009. وقاموا بتقييم التغيرات في تكوين المياه أثناء مرور القمر عبر الذيل المغناطيسي للأرض، والذي يتضمن طبقة البلازما.
وقال لي: "لدهشتي، أظهرت ملاحظات الاستشعار عن بعد أن تكوين الماء في الذيل المغناطيسي للأرض هو نفسه تقريبا عندما يكون القمر خارج الذيل المغناطيسي للأرض". "يشير هذا إلى أنه قد تكون هناك عمليات أخرى لتكوين المياه أو مصادر مياه جديدة في الذيل المغناطيسي والتي لا ترتبط مباشرة بزرع بروتونات الرياح الشمسية. على وجه الخصوص، يُظهر إشعاع الإلكترونات عالية الطاقة تأثيرات مشابهة لبروتونات الرياح الشمسية. يشير هذا الاكتشاف واكتشافي السابق لأعمدة القمر الصدئة إلى أن الأرض الأم مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالقمر بعدة طرق غير معروفة."
وفي الأبحاث المستقبلية، يأمل لي في المشاركة في مهمات قمرية من خلال برنامج أرتميس التابع لناسا لمراقبة بيئة البلازما ومحتوى الماء على السطح القطبي القمري حيث يكون القمر في مراحل مختلفة من رحلته عبر الذيل المغناطيسي للأرض.