القمر قديم - هذا أمر مؤكد.
مثل الأرض وبقية النظام الشمسي ، كان القمر موجودًا منذ حوالي 4.5 مليار سنة. لكن حاول تضييق عمر الكواكب أكثر من ذلك ، ويجد العلماء صعوبة في الاتفاق. هل قمرنا "قمر قديم" تشكل بعد 30 مليون سنة من تشكل النظام الشمسي ، أو "قمر صغير" تشكل بعد 170 مليون سنة؟
في دراسة جديدة نُشرت في 29 يوليو في مجلة Nature Geoscience ، يصف العلماء دليلاً جديدًا على أن قمرنا يبدو على الجانب الأكبر سناً. من خلال تحليل نسب العناصر المشعة النادرة في عينات من صخور القمر التي تم جمعها خلال مهام أبولو ، قام العلماء من ألمانيا بتضييق تاريخ تكوين القمر إلى حوالي 50 مليون سنة بعد ولادة نظامنا الشمسي - 150 مليون سنة قبل العديد من تقدير الدراسات.
هذه معلومات مفيدة إذا كنت تريد ، على سبيل المثال ، شراء كعكة القمر مع العدد المناسب من شموع عيد الميلاد - أو ، كما كتب مؤلفو الدراسة ، إذا كنت ترغب في تقييد التواريخ التي ولدت فيها الأرض بشكل أفضل.
وقال الجيولوجي والمؤلف الرئيسي للدراسة ماكسويل ثيمينز ، الباحث السابق بجامعة كولونيا ، في بيان: "بما أن تكوين القمر كان آخر حدث كوكبي كبير بعد تشكل الأرض ، فإن عمر القمر يوفر الحد الأدنى لعمر الأرض أيضًا".
ذلك لأن القمر من المحتمل أن يكون قد تشكل بعد اصطدام كوكب مارق بحجم المريخ بالأرض الفتية في الأيام الأولى من النظام الشمسي. الحطام من هذا التأثير العملاق (في الغالب أجزاء من عباءة الأرض المسحوقة) يتم رشه في الغلاف الجوي ، ثم يتجمع في النهاية في القمر الصناعي الصخري الدائري الذي نعرفه ونحبه.
تشرح هذه النظرية لماذا يكون للأرض والقمر تركيبة كيميائية متطابقة تقريبًا. من الممكن ، على سبيل المثال ، أنه عندما اصطدم هذا المُصادِع المارق بكوكبنا الشاب ، التقط بعض العناصر النادرة من الأرض التي من غير المحتمل أن تأتي من مكان آخر في النظام الشمسي. من خلال دراسة اضمحلال بعض العناصر المشعة في صخور القمر الحديثة ، حاول الباحثون الألمان تقييد تواريخ التأثير الكبير وتشكيل القمر.
كان الفريق فضوليًا بشأن نظيرتين نادرتين (إصدارات مختلفة من العناصر) على وجه الخصوص - hafnium-182 والنظير الذي يتحول إليه في النهاية بعد دهور من التحلل الإشعاعي ، التنغستن -182.
وكتب الباحثون أن الوفرة النسبية لهذه العناصر يمكن أن تكون بمثابة نوع من الساعة الكونية ، حيث أن halfnium-182 لديه نصف عمر يبلغ حوالي 9 ملايين سنة (وهذا يعني أن نصف كمية معينة من العنصر قد تتحلل إلى شيء آخر بعد ذلك الوقت).
وقال ثيمينز لـ Live Science في بريد إلكتروني "بحلول الوقت الذي وصلنا فيه إلى ثمانية أنصاف أعمار (حوالي 64 مليون سنة) ، انقرض العنصر وظيفياً" من النظام الشمسي. وهذا يضع حدودًا صارمة للتواريخ المحتملة التي يمكن أن يكون فيها القمر الأولي قد التقط النظير أثناء اصطدامه بالأرض ؛ إذا كان hafnium-182 موجودًا على سطح القمر ، فيجب أن يكون الاصطدام قد حدث في غضون 60 مليون سنة أو نحو ذلك بعد تكوين النظام الشمسي ، قبل اختفاء تلك النظائر النادرة تمامًا.
كما توقع الباحثون ، أثبتت عينات صخور القمر أبولو وفرة أكثر في التنغستن -182 مما كانت عليه في صخور مماثلة من الأرض - مما يشير إلى أن القمر كان بالفعل غنيًا بـ hafnium-182.
لذا ، كيف يمكن للعلماء أن يكونوا على يقين من أن وفرة التنغستن -182 القمرية أتت بالفعل من تلف الهافنيوم -182 المتحلل ، ولم يتم التقاطها من الأرض بعد انتهاء عملية التحلل؟ بالنسبة الى Thiemens ، يتعلق الأمر بطريقة توزيع العناصر أثناء تكوين الأرض.
قال ثيمينز: "عندما يتشكل كوكب ما ، فإنه يكون منصهرًا تمامًا". عندما تشكل قلب الأرض (حوالي 30 مليون سنة بعد تكوين النظام الشمسي) ، غرقت عناصر ثقيلة مثل الحديد في القلب ، مع عناصر من محبة الحديد (أو "محبة للحديد") معهم. في هذه الأثناء ، بقيت عناصر lithophile ("المحبة للصخور") بشكل أساسي بالقرب من السطح لتصبح جزءًا من عباءة الكوكب. وقال ثيمينز ، لأن التنغستن هو محبوب ، أي التنغستن -182 الذي كان موجودًا خلال التأثير الضخم ربما غرق بالفعل في قلب الأرض. وفي الوقت نفسه ، كان من المحتمل أن يكون الهافنيوم ، بصفته محبوبًا ، وفيرًا في عباءة الأرض ، مباشرة في موقع التأثير. من الآمن الافتراض ، إذن ، أن وفرة التنغستن -182 في عينات القمر اليوم أتت من تلف الهافنيوم -182 الذي تم التقاطه من الأرض في أول 50 مليون أو 60 مليون سنة من عمر النظام الشمسي.
إذن ، القمر قديم - وربما أكبر مما يعتقده معظمنا. وإذا سألتنا ، فإنه لا يبدو في اليوم أكثر من 4.3 مليار.
