تمكن العلماء من حل لغز كيفية إنتاج الغلاف الجوي الرقيق للقمر استنادا إلى عينات القمر التي جلبتها بعثات أبولو.

وفي حين يفتقر القمر إلى أي هواء صالح للتنفس، فإنه يستضيف غلافا جويا بالكاد يكون موجودا. ومنذ ثمانينيات القرن العشرين، لاحظ علماء الفلك طبقة رقيقة جدا من الذرات ترتد فوق سطح القمر. ومن المحتمل أن يكون هذا الغلاف الجوي الرقيق، المعروف تقنيا باسم “الغلاف الخارجي”، نتاجا لنوع من التجوية الفضائية، ولكن كان من الصعب تحديد ماهية هذه العمليات بدقة.

والآن، يقول العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة شيكاغو إنهم حددوا العملية الرئيسية التي شكلت الغلاف الجوي للقمر.

وأفاد الفريق أن الغلاف الجوي للقمر هو في المقام الأول نتاج “التبخر الاصطدامي”. واكتشفوا أن القمر يتعرض باستمرار لقصف من النيازك الدقيقة بحجم الغبار، والتي تعمل على تبخير المواد الكيميائية الموجودة في التربة، ما يؤدي إلى إطلاق الغاز في الغلاف الجوي للقمر.

وقالت الدكتورة نيكول ني، المؤلفة المشاركة للدراسة الجديدة التي أجريت في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “توفر نتائجنا صورة أكثر وضوحا لكيفية تفاعل سطح القمر والغلاف الجوي على مدى فترات زمنية طويلة، وتعزز فهمنا لعمليات التجوية الفضائية”.

وفي مقالة نشرتها مجلة Science Advances، وصفت ني وزملاؤها كيف يتم تجديد الغلاف الجوي للقمر باستمرار لأن ذراته تضيع باستمرار في الفضاء، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى ضعف جاذبية القمر، أو حبسها على سطح القمر.

ويمكن للفوتونات فوق البنفسجية من الشمس إعادة إطلاق الأخيرة، لكن الباحثين يقولون إن تجديد الغلاف الجوي من المعتقد أنه يعتمد على إطلاق الذرات من داخل المعادن القمرية، إما بالتبخر عن طريق اصطدامات النيازك، أو من خلال نفث الرياح الشمسية، وهي العملية التي تضرب فيها الجسيمات المشحونة من الشمس القمر وتطرد الذرات.

ولكن، لم يكن واضحا أي من العاملين يهيمن، حيث تشير البيانات من مستكشف الغلاف الجوي وبيئة الغبار القمري التابع لوكالة ناسا، والذي تم إطلاقه في عام 2013، إلى أن كليهما يلعب دورا.

وحلت ني وزملاؤها اللغز من خلال دراسة الأشكال المختلفة، أو النظائر، للبوتاسيوم والروبيديوم في 10 عينات من تربة القمر من بعثات أبولو.

ويقول الفريق إن اصطدامات النيازك وتناثر الرياح الشمسية يساعدان على إطلاق أشكال أخف من العناصر، ولكن النسبة الفعلية للنظائر الثقيلة إلى الخفيفة التي تنتهي في الغلاف الجوي والتربة القمرية تختلف اعتمادا على العملية.

وشرحت ني: “بعد قياس التركيبات النظيرية للتربة القمرية، قمنا ببناء نموذج رياضي يأخذ في الاعتبار عمليات التجوية الفضائية المختلفة، وحل مساهمة كل منها من خلال مطابقة التركيبات النظيرية المقاسة”.

وتشير النتائج إلى أن نحو 70% من الغلاف الجوي للقمر يعود إلى التبخر بالاصطدام و30% إلى تناثر الرياح الشمسية.