المسبار الصيني يكشف عن معادن غير عادية بعينات التربة القمرية !

قامت المركبة الصينية «تشانغ آه-5» (Chang'e-5) - وهي أول مهمة لإعادة عينة من القمر منذ بعثة الاتحاد السوفييتي «لونا 24» عام 1976- بتسليم 1.73 كيلوغرام من الريغولث، أو كما يسمى الحطام الصخري، من محيط العواصف (Oceanus Procellarum)، في الحافة الغربية لسطح القمر.

ووصلت العينة إلى «تشانغ آه-5» (CE-5) أواخر عام 2020. وقد حدد المتخصصون الصينيون في التربة القمرية معدنا جديدا أطلقوا عليه اسم Changesite-(Y)، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من معادن السيليكا، التي وجدوا تركيباتها وهياكلها محيرة. حيث قارن العلماء من الأكاديمية الصينية للعلوم تركيبة عينة CE-5 بعينات أخرى من الريغولث القمري والمريخي. وفحصوا الأسباب والأصول المحتملة للتركيب الفريد للعينة القمرية.

وقد أوضحت الدراسة أن الكويكبات والمذنبات تصطدم بالقمر بسرعات قصوى، ما يسبب تحولا (صدمة) في الصخور القمرية. ويحدث هذا التغير في درجة الحرارة والضغط بسرعة وله سمات مميزة، بما في ذلك تكوين أشكال متعددة من السيليكا مثل الستيشوفيت والسيفيرتيت، والتي تكون متطابقة كيميائيا مع الكوارتز (معدن مألوف يوجد في العديد من أنواع الصخور) ولكن لها هياكل بلورية مختلفة. وذلك وفق ما ذكر موقع «phys.org» العلمي.

وبين العلماء أنه «على الرغم من أن سطح القمر مغطى بعشرات الآلاف من الحفر، إلا أن المعادن عالية الضغط غير شائعة في العينات القمرية. وأحد التفسيرات المحتملة لذلك هو أن معظم المعادن ذات الضغط العالي تكون غير مستقرة عند درجات الحرارة المرتفعة. لذلك، فإن تلك التي تشكلت أثناء الاصطدام يمكن أن تكون قد شهدت عملية تراجعية (retrograde process)».لكن مع ذلك، فإن جزءا من السيليكا في عينة CE-5 يحتوي على كل من ستيشوفيت وسيفيرتيت، وهي معادن تتعايش نظريا فقط عند ضغوط أعلى بكثير من تلك التي شهدتها العينة على ما يبدو.

من أجل ذلك يرجح العلماء أن السيفرتيت موجود في المرحلة بين ستيشوفيت وشكل آخر من أشكال السيليكا يسمى ألفا كريستوبالايت (α-cristobalite)، الموجود أيضا في العينة.

وأضاف العلماء «بعبارة أخرى، يمكن أن يتشكل السيفرتيت من ألفا كريستوبالايت أثناء عملية الضغط، ويتحول بعض العينة إلى ستيشوفيت أثناء عملية زيادة درجة الحرارة اللاحقة».

لقد جلبت مهمة المركبة الصينية أيضا المعدن القمري الجديد Changesite-(Y)، وهو معدن فوسفات يتميز ببلورات عمودية شفافة عديمة اللون. حيث قدَّر العلماء ذروة الضغط (11–40 غيغا باسكال) ومدة التأثير (0.1–1.0 ثانية) للاصطدام الذي شكل العينة.

ومن خلال دمج هذه المعلومات مع نماذج موجة الصدمة، قدر الباحثون أن الحفرة الناتجة يتراوح عرضها من 3 إلى 32 كيلومترا، اعتمادا على زاوية التأثير. فيما تظهر الملاحظات عن بعد أن شظايا الريغولث بعينة CE-5 تأتي بشكل رئيسي من أربع فوهات تصادمية، وفوهة أرسطرخوس (فوهة صدمية توجد في الجانب القريب للقمر) هي الأحدث بين الحفر الأربع البعيدة.

ونظرا لأن الستيشوفيت والسيفيرتيت يمكن أن يتأثرا بسهولة بالتحول الحراري، فقد استنتجوا أن قطعة السيليكا نشأت على الأرجح من الاصطدام الذي شكل فوهة أرسطرخوس.