لقد قطع العلم شوطًا طويلاً منذ أن أطلقت ناسا مهمة أبولو 17. على مدار الخمسين عامًا الماضية ، طور الباحثون تقنيات وتقنيات متقدمة تتجاوز بكثير تلك المتاحة في عام 1972.
هذا التقدم هو بالضبط ما كانت تأمل ناسا عندما يكون رواد الفضاء Apollo 17 – آخر البشر يطولون على سطح القمر – إلى الأرض مع أكثر من 2000 عينة من الصخور والغبار القمري. كان بعضها قد تم ربطه بعيدًا على أمل أن يتمكن العلماء المجهزين بشكل أفضل من دراسة العينات واكتشاف اكتشافات جديدة.
وهذا ما فعله فريق من الباحثين بقيادة جيمس دبليو دوتن الثالث ، أستاذ مساعد في العلوم البيئية والبيئية والكواكب في جامعة براون. قام Dottin وزملاؤه بتحليل تكوين العينات المأخوذة من وادي Taurus-Littrow في القمر. تشير النتائج ، التي نشرت الشهر الماضي في مجلة JGR Planets ، إلى أن المواد البركانية في العينات تحتوي على مركبات كبريت تختلف بشكل صارخ عن تلك الموجودة على كوكبنا.
وقال دوتن في بيان صحفي “قبل ذلك ، كان يعتقد أن عباءة القمر لديها نفس تكوين نظير الكبريت مثل الأرض”. “هذا ما كنت أتوقع رؤيته عند تحليل هذه العينات ، ولكن بدلاً من ذلك رأينا قيمًا مختلفة تمامًا عن أي شيء نجده على الأرض.”
اكتشاف 50 سنة في صنع
بعد أن هبط رواد الفضاء Apollo 17 في وادي Taurus-Littrow ، قاموا باستخراج عينة أساسية بطول 2 قدم من سطح القمر باستخدام أداة معدنية مجوفة تسمى أنبوب محرك مزدوج. بمجرد عودته إلى الأرض ، ظلت هذه العينة وغيرها الكثير من الأماكن الأخرى مغلقة داخل أنابيبها تحت حماية برنامج تحليل عينة الجيل التالي من ناسا (Angsa).
في السنوات القليلة الماضية ، بدأت ناسا في قبول مقترحات بحثية جديدة لدراسة عينات Angsa. اقترح Dottin تحليل نظائر الكبريت باستخدام قياس الطيف الكتلي الأيوني الثانوي ، وهي تقنية عالية الدقة لم تكن متوفرة عندما تم إرجاع العينات لأول مرة إلى الأرض.
يمكن للباحثين استخدام هذه التقنية لقياس نسب النظائر المختلفة في عينة. تعمل هذه النسب بمثابة “بصمة” مميزة تشير إلى أصل العينة. وبالتالي ، من المحتمل أن تأتي عينتان مع نفس بصمة النظائر من نفس المصدر.
أظهرت الأبحاث السابقة أن نظائر الأكسجين في عينات القمر متطابقة تقريبًا بين صخور القمر والأرض ، لذلك افترض أن Dottin سيكون صحيحًا بالنسبة لنظيرات الكبريت. النتائج التي توصل إليها تحكي قصة مختلفة تمامًا.
بصمات نظرية متميزة
قام Dottin وزملاؤه بتحليل الأجزاء على وجه التحديد من عينة أنبوب محرك الأقراص التي بدا أنها صخرة بركانية من عباءة القمر. وكشف تحليلهم أن المواد البركانية في العينة تحتوي على مركبات الكبريت منخفضة للغاية في الكبريت -33 ، نظير الكبريت المستقر بشكل إشعاعي. هذا يختلف تمامًا عن نسب نظير الكبريت الموجودة على الأرض.
قال دوتن: “كانت فكرتي الأولى ،” شموليس مقدسة ، لا يمكن أن يكون ذلك على صواب “. “لذلك عدنا للتأكد من أننا فعلنا كل شيء بشكل صحيح وكان لدينا. هذه مجرد نتائج مفاجئة للغاية.”
وفقًا للباحثين ، تشير النتائج إلى أن الكبريت تشكلت في التفاعلات الكيميائية في وقت مبكر في تاريخ القمر ، أو أنه ينبع من تشكيله. يعتقد الخبراء على نطاق واسع أن القمر مصنوع من حطام مُخرج من تصادم بين الأرض وكائن بحجم المريخ يسمى ثيا. من الممكن أن يكون الباحثون قد عثروا على آثار لتوقيع الكبريت في ثيا في عباءة القمر.
يأمل Dottin أن يقوم الباحثون بتحليل نظائر الكبريت من كواكب أخرى مثل المريخ ، فقد يبدأون في حل هذا اللغز. لقد وفر التحليل النظري بالفعل رؤى أساسية حول كيفية أن يكون الأرض وأقمار الصناعية الطبيعية الوحيدة ، وسيستمر هذا النهج في مساعدة العلماء على كشف تاريخ نظامنا الشمسي.