هل تم حل لغز كيفية تشكل القمر أخيرًا؟ اكتشف العلماء دليلاً جديدًا على أن قمرنا الصناعي القمري قد تشكل أثناء اصطدام هائل بين الأرض والمريخ قبل 4.5 مليار سنة.

• شمل الاصطدام الأرض البدائية (جيا) وكوكبًا أوليًا يُدعى ثيا.
• ويقال أيضًا أن الاصطدام أدى إلى دفن آثار ثيا في أعماق القشرة الأرضية

إنه لغز ابتليت به البشرية منذ مئات السنين، كيف أصبح قمرنا بالضبط؟

منذ سبعينيات القرن الماضي، اشتبه علماء الفلك في أن قمرنا الصناعي الطبيعي ثيا قد تشكل عندما ضرب كوكب أولي كبير الأرض المبكرة (جايا).

إن طبيعة هذا الاصطدام وما حدث على الفور هو موضوع نقاش، إلا أن بعض العلماء يشيرون إلى أنه خلق سحابة من الحطام التي تجمعت على القمر مع مرور الوقت.

والآن، تم العثور على أدلة جديدة تدعم نظرية الاصطدام قبل 4.5 مليار سنة – بالإضافة إلى الكشف عن حقيقة مفاجئة حول كوكبنا.

تشير دراسة جديدة إلى أن الاصطدام لم يشكل القمر فحسب، بل دفن أيضًا بقايا ثيا في أعماق القشرة الأرضية، مما ساعد في النهاية على تكوين هاواي وأيسلندا.

ويقول الباحثون بقيادة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا إن الآثار ربما كانت على بعد آلاف الأميال من كوكب أولي بحجم المريخ.

ويعتقدون أن المادة الأكثر كثافة غاصت في الجزء السفلي من عباءة الأرض، حيث تجمعت معًا لتشكل فقاعات ثقيلة فوق مركز كوكبنا.

وتوصل العلماء إلى استنتاجهم بمساعدة عمليات المحاكاة الحاسوبية، والتي تهدف إلى تفسير سبب حدوث ذلك. شذوذ هائل في أعماق باطن الأرض.

توجد في قاعدة وشاح كوكبنا منطقتان غير عاديتين ومختلفتين عن الطبقات الأخرى.

تسمى المقاطعات الكبيرة ذات السرعة المنخفضة (LLVPs)، وتقع إحداهما أسفل الصفيحة التكتونية الأفريقية والأخرى أسفل الصفيحة التكتونية للمحيط الهادئ.

وقد تم إثبات وجودها عندما وجد الجيولوجيون أن الموجات الزلزالية في كلا المنطقتين انخفضت بشكل كبير على عمق 1800 ميل (2900 كم) وتختلف عن بقية الأرض.

يعتقد العلماء أن المادة الموجودة في هذه LLVPs أكثر كثافة بنسبة 2 إلى 3.5 بالمائة من القشرة المحيطة بها.

هذه المناطق مهمة لأنها لعبت دورًا رئيسيًا في كيفية تشكل الوشاح، مما أثر على تكوين القارات العظمى والصفائح التكتونية للأرض.

ومع ذلك، فإن كيفية ظهورهم هو لغزا كبيرا.

وإدراكًا لنظرية تكوين القمر، توصل المؤلف الرئيسي تشيان يوان وزملاؤه إلى فكرة أن LLVPs ربما تكونت من كميات صغيرة من المواد التي دخلت الوشاح السفلي لغايا.

ولدعم ذلك، طلبوا من البروفيسور هونغ بينغ دينغ من مرصد شنغهاي الفلكي استكشاف هذه الفكرة بمساعدة أساليبه الرائدة في ديناميكيات الموائع الحسابية.

وبعد إجراء سلسلة من عمليات المحاكاة، اكتشف البروفيسور دينج أن كمية كبيرة من مادة الوشاح – حوالي 2% من كتلة الأرض – دخلت الوشاح السفلي لغايا بعد الاصطدام الذي أدى إلى تكوين القمر.

وأضاف أن تأثيره يبدو أنه “نقطة البداية للتطور الجيولوجي للأرض على مدى 4.5 مليار سنة”.

وحسب الباحثون أيضًا أن هذه المادة الشبيهة بالصخور القمرية قد تكون غنية بالحديد، وهو أكثر كثافة من مادة جايان المحيطة.

وأرجعوا ذلك إلى تكوين منطقتين LLVP ظلتا مستقرتين على مدار 4.5 مليار سنة من التطور الجيولوجي.

كما تشير أيضًا إلى أن باطن الأرض ليس بنية موحدة “مملة”، ولكنه في الواقع خليط من المواد التي يمكن إحضارها إلى السطح لتكوين كتل أرضية مثل هاواي وأيسلندا.

وقال الدكتور يوان: “من خلال التحليل الدقيق لمجموعة واسعة من عينات الصخور، إلى جانب نماذج التأثير العملاق المكررة للغاية ونماذج تطور الأرض، يمكننا استنتاج التركيب المادي والديناميكيات المدارية للأرض البدائية وجايا وثيا”.

“وهذا يسمح لنا بالتحكم في التاريخ الكامل لتكوين النظام الشمسي الداخلي.”

ليس هذا فحسب، بل نظرًا لأن التأثيرات العملاقة شائعة في نهاية تكوين الكوكب، يقول العلماء إن اختلافات قشرية مماثلة قد توجد في المناطق الداخلية من الأجسام الكوكبية الأخرى في نظامنا الشمسي وخارجه.

ويتم نشر الدراسة الجديدة في المجلة طبيعة.