نشت جو زمین به ماه؛ و دلیل آن

ماه جو واقعی ندارد، اما زمین، به‌نوعی، به‌مدت میلیاردها سال به‌طرز سخاوتمندانه سعی کرده جو خود را به اشتراک بگذارد. یک مطالعه جدید نشان داده است که میدان مغناطیسی سیاره ما می‌تواند عامل هدایت ذرات از جو زمین به سطح ماه باشد.

از زمان بازگشت نمونه‌ها توسط فضانوردان آپولو، فراوانی شگفت‌انگیزی از عناصر فرار در رس‌خور ماه – گرد و غبار ریز و سنگی که سطح ماه را می‌پوشاند – شناسایی شده است.

باد خورشیدی یکی از منابع ممکن عناصر فرار است، اما به‌تنهایی نمی‌تواند این سطوح، به‌خصوص نیتروژن، را توجیه کند. شهاب‌سنگ‌های ریز که به‌صورت برخورد به ماه می‌خورند نیز می‌توانند سطح ماه را تغییر دهند.

مرتبط: صدای تغییر جهت میدان مغناطیسی زمین، که باز هم از ۷۸۰٬۰۰۰ سال پیش به گوش می‌رسد

جو زمین نیز به‌عنوان یک منبع ممکن مطرح شده بود، اما فرض می‌شد این امکان فقط قبل از شکل‌گیری میدان مغناطیسی سیاره ما وجود داشت؛ پس از آن، میدان اکثریت ذرات جوی را به دام می‌اندازد.

مطالعه جدید، که توسط اخترفیزیک‌دانان دانشگاه روتچستر انجام شد، این فرض را بررسی کرد.

تیم دو سناریوی مختلف را شبیه‌سازی کرد تا ببیند کدام یک بهتر با داده‌ها مطابقت دارد: مدل «زمین اولیه» بدون میدان مغناطیسی و باد خورشیدی قوی‌تر، یا مدل «زمین مدرن» با میدان مغناطیسی قوی و باد خورشیدی ضعیف‌تر.

به‌طور نسبتاً شگفت‌آور، سناریوی زمین مدرن بهتر با نتایج سازگار بود. باد خورشیدی ذرات باردار را از جو بیرون می‌برد و آن‌ها را به‌سوی خطوط میدان مغناطیسی سیاره هدایت می‌کند.

مگنتوسفر زمین، همان‌طور که از نام آن پیداست، یک کره کامل نیست. بلکه به‌دلیل فشار مستمر باد خورشیدی، به شکل دم یک دنباله‌دار درمی‌آید. و وقتی ماه از این دم عبور می‌کند، ذرات بر سطح ماه رسوب می‌کنند.

مطالعات پیشین نشان داده‌اند که مکانیزم مشابه می‌تواند اکسیژن را به ماه انتقال دهد، آب و حتی زنگ ایجاد کند.

مطالعه جدید نشان می‌دهد که این فرآیند به‌مدت میلیاردها سال ادامه داشته است و به این ذرات فرار زمان کافی برای تجمع در رس‌خور ماه داده است.

و از آنجا که جو زمین در همین دوره به‌طور چشمگیری تغییر کرده است، می‌توان یک کپسول زمانی ارزشمند حاوی داده‌های تاریخی را بر سطح ماه حفظ کرد.

این تحقیق در نشریه Nature Communications Earth & Environment منتشر شد.