عندما يتعلق الأمر بدراسة الكواكب والأقمار والنجوم ، فإن المجالات المغناطيسية مهمة نوعًا ما. يعتقد أنه نتيجة للحمل الحراري في كوكب ما ، يمكن أن تكون هذه الحقول هي الفرق بين كوكب يؤدي إلى الحياة أو يصبح كرة صخرية لا حياة فيها. لبعض الوقت ، عرف العلماء أن لديه مجالًا مغناطيسيًا للأرض ، يعمل بواسطة تأثير دينامو ناتج عن الحمل الحراري في قلبه الخارجي السائل.
يعتقد العلماء أيضًا منذ فترة طويلة أن القمر كان له مجال مغناطيسي ، والذي كان يعمل أيضًا بالحمل الحراري في قلبه. في السابق ، كان يعتقد أن هذا المجال اختفى بعد حوالي مليار سنة من تشكل القمر (قبل 3 إلى 3.5 مليار سنة). ولكن وفقًا لدراسة جديدة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) ، يبدو الآن أن المجال المغناطيسي للقمر استمر في الوجود لمدة مليار سنة أخرى.
ظهرت الدراسة التي تحمل عنوان "تاريخ ملياري عام لدينامو القمر" مؤخراً في المجلة تقدم العلم. بقيادة الدكتورة سونيا تيكو ، أستاذة مساعدة في جامعة روتجر وباحثة سابقة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، قام الفريق بتحليل الصخور القمرية القديمة التي جمعتها وكالة ناسا. أبولو 15 مهمة. ما وجدوه هو أن الصخرة أظهرت علامات وجودها في المجال المغناطيسي عندما تشكلت بين 1 و 2.5 مليار سنة مضت.
ويعني عمر هذه العينة الصخرية أنها أصغر بكثير من غيرها التي أعادتها بعثات أبولو. وباستخدام تقنية طورها ، قام الفريق بفحص التكوين الزجاجي للعينة باستخدام مقياس قياس لتحديد خصائصه المغناطيسية. ثم قاموا بتعريض العينة لمجال مغناطيسي تم إنشاؤه في المختبر وظروف أخرى كانت مشابهة لتلك الموجودة على القمر عندما تكونت الصخور.
تم ذلك عن طريق وضع الصخور في فرن مُصمم خصيصًا للحرمان من الأكسجين ، والذي تم بناؤه بمساعدة Clement Suavet و Timothy Grove - باحثان من قسم الأرض وعلوم الغلاف الجوي والكواكب (EAPS) التابعان لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الدراسة. ثم قام الفريق بتعريض الصخور لبيئة هشة وخالية من الأكسجين وسخنها إلى درجات حرارة شديدة.
كما أوضح بنجامين فايس - أستاذ علوم الكواكب في EAPS:
"ترى كم ممغنطًا من التسخين في ذلك المجال المغناطيسي المعروف ، ثم تقارن هذا الحقل بالمجال المغناطيسي الطبيعي الذي قمت بقياسه مسبقًا ، ومن ذلك يمكنك معرفة ما هي قوة المجال القديم ... وبهذه الطريقة ، أخيراً قد حصلنا على قياس دقيق للمجال القمري. "
من هذا ، حددوا أن الصخر القمري أصبح ممغنطًا في حقل بقوة حوالي 5 ميكروتسلا. هذا أضعف عدة مرات من المجال المغناطيسي للأرض عند قياسه من السطح (25-65 ميكروتلاسلاس) ، واثنين من المقدار أضعف مما كان عليه قبل 3 إلى 4 مليار سنة. كانت هذه النتائج مهمة للغاية ، لأنها قد تساعد في حل لغز دائم حول القمر.
في السابق ، اشتبه العلماء في أن المجال المغناطيسي للقمر توفي بعد 1.5 مليار سنة بعد تشكل القمر (حوالي 3 مليار سنة). ومع ذلك ، لم يكونوا متأكدين مما إذا كانت هذه العملية حدثت بسرعة ، أو إذا استمر المجال المغناطيسي للقمر ، ولكن في حالة ضعف. تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن المجال المغناطيسي استمر في الواقع لمدة مليار سنة إضافية ، حيث تبدد منذ حوالي 2.5 مليار سنة.
كما أشار فايس ، تثير هذه الدراسة أسئلة جديدة حول التاريخ الجيولوجي للقمر:
"إن مفهوم المجال المغناطيسي الكوكبي الناتج عن تحريك المعدن السائل هو فكرة عمرها بضعة عقود فقط. إن ما يحرك هذه الحركة على الأرض والأجسام الأخرى ، خاصة على القمر ، غير مفهوم جيدًا. يمكننا معرفة ذلك من خلال معرفة عمر دينامو القمر ".
بعبارة أخرى ، يلقي هذا الخط الزمني الجديد للقمر بعض الشك حول النظرية القائلة بأن دينامو القمر وحده هو الذي دفع مجاله المغناطيسي في الماضي. بشكل أساسي ، يُنظر الآن على أنه احتمال واضح أن المجال المغناطيسي للقمر كان يعمل بآليتين. في حين سمح المرء بوجود دينامو في القلب يدعم مجاله المغناطيسي لبليون سنة جيدة بعد تكوين القمر ، حافظه آخر على استمراره بعد ذلك.
في الماضي ، اقترح العلماء أن دينامو القمر كان مدفوعًا بسحب الجاذبية الأرضية ، الأمر الذي كان من شأنه أن يتسبب في ثني المد والجزر في باطن القمر (بنفس الطريقة التي تدفع بها جاذبية المشتري وزحل القوية النشاط الجيولوجي في أقمارها الداخلية). بالإضافة إلى ذلك ، كان القمر يدور مرة واحدة أقرب إلى الأرض ، وهو ما قد يكون كافيًا لتشغيل مجاله المغناطيسي الذي كان أقوى يومًا ما.
ومع ذلك ، ابتعد القمر تدريجيًا عن الأرض ، ووصل في النهاية إلى مداره الحالي منذ حوالي 3 مليارات سنة. يتزامن هذا مع الخط الزمني للمجال المغناطيسي للقمر ، والذي بدأ يتبدد في نفس الوقت تقريبًا. يمكن أن يعني هذا أنه قبل حوالي 3 مليار سنة ، بدون سحب الجاذبية للأرض ، تبرد النواة ببطء. بعد مليار سنة ، تماسك النواة لدرجة أنه أوقف المجال المغناطيسي للقمر. كما أوضح فايس:
"عندما يبرد القمر ، يعمل قلبه مثل مصباح الحمم البركانية - ترتفع الأشياء منخفضة الكثافة لأنها ساخنة أو لأن تركيبها مختلف عن تكوين السوائل المحيطة. هكذا نعتقد أن دينامو الأرض يعمل ، وهذا ما نقترح أن دينامو القمر الراحل كان يعمله أيضًا ... اليوم حقل القمر هو صفر في الأساس. ونحن نعلم الآن أنها توقفت في مكان ما بين تكوين هذه الصخرة واليوم ".
تم تحقيق هذه النتائج بفضل جزئياً من توافر الصخور القمرية الأصغر. في المستقبل ، يخطط الباحثون لتحليل عينات أصغر لتحديد بدقة حيث مات دينامو القمر تمامًا. لن يؤدي ذلك فقط إلى التحقق من صحة نتائج هذه الدراسة ، ولكن يمكن أن يؤدي أيضًا إلى جدول زمني أكثر شمولاً للتاريخ الجيولوجي للقمر.
إن نتائج هذه الدراسات وغيرها التي تسعى إلى فهم كيفية تشكل القمر وتغيره بمرور الوقت ستقطع شوطًا طويلًا نحو تحسين فهمنا لكيفية ظهور الأرض والنظام الشمسي والأنظمة الشمسية الإضافية.
