تصاویر منتشر نشده نشان میدهند که ماه میلیاردها سال پیش «از هم پاره شد»
تصاویر مایل جدید از دوربین LROC ناسا، درزهای عظیم به نام گرابنها را نشان میدهند که دور دریای کهن ماه، در سمت نزدیک ماه، میپیچند.
این گرابنها بخشی از یک حلقهٔ شکسته هستند که نشان میدهد یک بخش وسیع از قشر ماه بهجای فشرده شدن، از هم کشیده شد.
چگونه دریای ماه وزن زیادی گرفت
این کار به رهبری توماس واترز، دانشمند سیارهای در موزهٔ ملی هوا و فضا اسمیتسونیان (SNASM) انجام شد. تحقیقات او بر این متمرکز است که چگونه دلنشانههای تکتونیکی در جهانهای بدون جو، کشش و فشردهسازی آهستهٔ قشر آنها را ثبت میکند.
در جنوبغربی ماه، حوضهٔ دایرهای به نام دریا هوموروم پر از بازالت تیره است؛ سنگ آتشفشانی متراکم که از جریانهای لوا گسترده سرد شده و بهعنوان باری سنگین بر قشر مینشیند.
مطالعات ردیابی فضاپیماها و برخوردها نشان میدهند که این لایهٔ بازالت در نزدیکی مرکز حوضه بیش از ۲ مایل ضخامت دارد و دریا هوموروم را بهعنوان یکی از بهترین آزمونهای طبیعی فشار ماه میسازد.
بهدلیل این وزن، کف حوضه بهتدریج به سمت پایین و درونی فرو رفت. وقتی لوا سرد شد و منقبض شد، تنش بهسوی بیرون گسترش یافت و به سنگهای قویتر اطراف لبهٔ حوضه کشید.
در دورهٔ ایمبری، که فصلی طولانی و اولیه از برخوردهای شدید ماهی و آتشفشانگرایی بود، فورانها دریا هوموروم را به لواهای تازه برای صدها میلیون سال تغذیه کردند.
با رسوبگیری آن حوضهٔ لوا، حلقهٔ سنگی اطراف حوضه بهصورت الگویی شکسته شد که تصاویر بعدی آن را بهعنوان زنجیرهای از درههای زیبا اما عمیق نشان میداد.
درک گرابنهای ماه
گرابنها درههای طولانی هستند که در ماه شکل میگیرند هنگامی که یک بلوک قشر بین دو گسل عادی فرو میافتد و سطح کشیده میشود.
تحلیل دقیق اخیر نشان میدهد که گرابنهای ماهی بزرگترین ساختارهای خطی کششی بر روی ماه هستند و در حاشیههای حوضههای دریایی (mare) تجمع میکنند.
یک کارزار نقشهبرداری اختصاصی با استفاده از تصاویر سراسری ماهگردی شناسایی (LRO) بیش از ۱۸۰۰ بخش جداگانهٔ گرابن را فقط در سمت نزدیک ماه شناسایی کرد.
بسیاری از این شیارها در طول صدها کیلومتر امتداد دارند در حالی که تنها چند مایل عرض دارند؛ این باعث میشود که آنها نشانههای باریک اما قدرتمند تنشهای کهن باشند.
تحلیل مشابه سنین این ویژگیها نشان میدهد که اکثر گرابنهای بزرگ بین حدود ۳٫۷ تا ۳٫۴ میلیارد سال پیش شکل گرفتهاند و فعالیت در حدود ۳٫۶ میلیارد سال پیش به اوج رسیده است.
زمانی که تمام این درهها باز شدند، شعاع ماه حدود ۴۰۰ فوت (حدود ۱۲۲ متر) افزایش یافت؛ تغییری کوچک نسبت به اندازهٔ کلی آن اما نشانگر واضح گسترش جهانی است.
بعداً، نمونههای کوچکتر چرخش دیگری به روایت افزودند. یک گرابن ماهی با وضوح بالا گزارش شد که احتمالاً کمتر از ۵۰ میلیون سال پیش شکل گرفته است، که نشان میدهد قشر ماه در طول زمانهای طولانی تنظیم خود را متوقف نکرده است.
حلقهٔ شکسته اطراف دریا هوموروم
در امتداد ساحل شرقی دریا هوموروم، سامانه ریماهای هیپالوس قرار دارد؛ سه درهٔ اصلی که در یک قوس آزاد دور لبهٔ حوضه میپیچند.
با هم یک حلقهٔ شکسته به طول بیش از ۱۵۰ مایل ترسیم میکنند، که هر دره مرحلهای کمی متفاوت از واکنش قشر به دریا لوا غوطهور را نشان میدهد.
درهٔ داخلی دیوارهای تیزی دارد و افت واضحی بین کف آن و زمین اطراف نشان میدهد که اختلالات بعدی نسبتاً کمی دارد.
در سمت دورتر، گرابنها کمعمقتر و کمتر واضح میشوند؛ نشانهای از این که لواهای بعدی نفوذ کرده و تا حدودی شکافهای اولیه را پر کردهاند.
نمایشهای مایل تازه از دوربین ماهگردی شناسایی، سه درهٔ اصلی را در یک منظر واحد چیدند، بهجای اینکه آنها را در نوارهای سرسری از بالا برش دهند.
این زاویه تغییرات ظریف در عرض، عمق و ارتفاع هر بخش را برجسته میکند که به پژوهشگران اجازه میدهد تشخیص دهند کدام قطعات ابتدا افت کردهاند و کدام پس از آن در زمان آرامسازی حوضه فرو ریزند.
گرابنها و کوچک شدن ماه
«ما فکر میکنیم ماه در وضعیت کلی انقباض جهانی بهدلیل سرد شدن یک هسته هنوز گرم است»، واترز گفت. او خاطرنشان کرد که این حرکت آهسته بهسوی داخل، بسیاری از گسلهای کوچک دیدهشده در سطح ماه را شکل میدهد.
در همان زمان، درهها نشان میدهند که این فشار آهسته تمام داستان نیست. گرابن نشان میدهد که نیروهای منقبضکنندهٔ ماه در برخی مناطق توسط نیروهای کششی که آن را از هم جدا میکردند غلبه شدند، و این انقباض باید محدود باشد؛ در غیر این صورت درههای کوچکتر شکل نمیگرفتند.
این گودالهای جوان بر روی ساختارهای کهنتر مانند حلقه ریماهای هیپالوس قرار دارند که اثبات میکند گسترش پس از دورههای بزرگ اولیهٔ آتشفشانگری متوقف نشد.
همه اینها با هم، انقباض جهانی و گسترش محلی تصویری پیچیده میکشند. ماه بهعنوان یک کل بهتدریج سرد میشود و کوچک میشود، اما در برخی مکانها قشر هنوز در طول نواحی ضعیف کهن باز میشود، که بازتاب تنشهایی است که نخستین بار هنگام بارگذاری حوضههایی مثل هوموروم با لوا ایجاد شد.
تحلیل نقشهٔ جایلکههای منجمد
برای تعیین ترتیب این رویدادها، ژئولوژیستهای ماه بر روابط تقاطعی تکیه میکنند؛ قاعدهای که میگوید هر ویژگیای که دیگری را برش میدهد، باید نسبت به آن جدیدتر باشد.
اگر یک گرابن از لبهٔ یک دهانه یا یک رِج چیندار عبور کند اما برعکس نشود، واضح است که دره پس از شکلگیری ساختارهای اولیه باز میشود.
در اطراف دریا هوموروم، ریماهای هیپالوس لبههای دفنشدهٔ دهانهها، رِجهای ظریف و زخمیهای ضربهای جوانتر را قطع میکند.
با دنبال کردن هر تقاطع، پژوهشگران یک خط زمانی میسازند که از برخورد اولیهای که حوضه را شکل داد، از طریق سیل لوا و فرونشانی، تا مراحل نهایی شکافگذاری و پرشدن جزئی توسط لوا ادامه مییابد.
این خط زمانی نشان میدهد که حلقهٔ شکستهٔ حوضه عمدتاً به دورهٔ آتشفشانی اولیهٔ ماه باز میگردد، هرچند چند شکاف کوچکتر در نزدیکی آن، زمانهای بسیار متأخرتر باز شدند.
نتیجه یک رکورد لایهای است که در آن هر دره، رِج و دهانه یک حرکت را در یک دنبالهٔ طولانی از فشار و کشش حفظ میکند.
درسها از گرابنهای ماه
درک مکانهایی که قشر ماه کشیده و فرو رفته است، به برنامهریزان مأموریتها کمک میکند تا مکانهای امن برای فرود و ساختوساز انتخاب کنند.
منطقههای مملو از گرابنهای تیز و تازه ممکن است بلوکهای شل، شیبهای مخفی یا تنشهای تکتونیکی باقیمانده داشته باشند که تیمهای سطحی آینده میخواهند بهدقت آنها را اندازهگیری کنند.
نقشهبرداری این شکستگیها همچنین به دانشمندان کمک میکند تا مکان نصب سیزمومترهای جدید و حفاریهای عمیق را تعیین کنند.
مکانهایی که از نواحی ضعف کهن عبور میکنند، مانند حاشیههای دریا هوموروم، میتوانند نشان دهند که قشر چقدر ضخیم است و شکستگیها تا چه عمقی زیر سطح میرسانند.
ماسبانها و فرودگرهای آینده به تکمیل این نقشهٔ تنش ادامه میدهند، ساختارهای باستانی مانند ریماهای هیپالوس را به گرابنهای جوان و شگفتانگیزی که اکنون در سمت نزدیک شناخته میشوند، پیوند میزنند.
با خواندن این زخمها بههمراه هم، پژوهشگران همچنان زمان و مکان اولین جدایی سطح ماه و نحوهٔ تغییرات امروز آن را دقیقتر میسازند.