جيولوجيا القمر

Exploring Shorty crater during the Apollo 17 mission to the Moon. This was the only Apollo mission to include a geologist (Harrison Schmitt). NASA photo.

جيولوجيا القمر Geology of the Moon فرع من فروع فهم الفلك يختص بدراسةقمر الأرض وسطحه بما في ذلك بعض الصفات المميزة كالهجريب والحركة والبنية .وهومن طبيعة الحال فهم حديث انبثق بعدما توافرت إمكانات دراسة القمر وجيولوجيا دراسة القمر . وجيولوجيا القمر هوفهم القمر نفسه.

False color image of the Moon taken by the Galileo orbiter showing geological features. NASA photo.

التشكل

الوجه المرئي للقمر

لمدة طويلة، كان السؤال الأساسي الذي يَحظى بالاهتمام حول تاريخ القمر هوكيفية تكونه. كانت الفرضيّات المبكرة تتضمّن الانفصال والأسر والازدياد العادي. لكن اليوم، أكثر النظريات قبولاً بين الفهماء هي فرضية الاصطدام العملاق.

فرضية الانفصال

كان جورج دارون (ابن البيولوجي الشهير تشارلز دارون) هومن اقترح فكرة حتى كتلة ما قد انفصلت من الأرض البدائية (التي كانت تدور بسرعة متزايدة) نتيجة لقوة الطرد المركزي مكوّنة القمر. وكان من المفترض عادةً آنذاك حتى المحيط الهادئ يُمثل الندب المتخلف عن هذا الحدث. بالرغم من هذا، فمن المعروف اليوم حتى القشرة المحيطية التي تصنع هذا الحوض المحيطي حديثة نسبياً، حيث يَبلغ عمرها حوالي 200 مليون عام أوأقل، في حين حتى القمر أقدم من ذلك بكثير. كما حتى هذه الفرضية لا تتوافق مع الزخم الزاوي لنظام الأرض-القمر.

الأسر القمري

تُقر هذه الفرضية بأن المجال الجذبي للأرض قام بأسر القمر في مدار حولها بعد حتى تكوّن تماماً. وهذا ليس مرجحاً بما حتى التقابل القريب مع الأرض سيَنتج عنه إما اصطدام أوتغيّر في مسار مدار القمر، لذا فإن كان هذا قد وقع بالعمل، فربما لم يَعد القمر أبداً بعد ذلك لكي يتقابل مع الأرض. لكي تكون هذه الفرضية سليمة، فلا بُد أنه كان هناك غلاف جوي كبير وممتدّ حول الأرض الأوليّة، والذي كان ليَكون قادراً على إبطاء حركة القمر قبل حتى يَتمكّن من الهروب. تُعتبر هذه الفرضية قادرةً على تفسير حركة التوابع الغير منتظمة لكلّ من المشتري وزحل. إضافة إلى هذا، من الصّعب على هذه الفرضية تفسير نظائر الأوكسجين المتشابهة في كلا الأرض والقمر.

نظرية التكتل

تعتبر هذه الفرضية حتى الأرض والقمر وُلدا معاً كنظام مضاعف – ثنائي – من القرص الازديادي الأولي للنظام الشمسي. لكن معضلة هذه الفرضية أنها لا تُفسر الزخم الزاوي لنظام الأرض-القمر ولا السبب وراء حتى نسبة نواته الحديدية من حجمه صغيرة مقارنة بالأرض (25% من قطره مقارنة بـ50% من قطر الأرض).

فرضية الاصطدام العملاق

رسم تخيلي للاصطدام العملاق الذي يُعتقد حتى القمر قد وُلد منه.

فرضيّة الاصطدام العملاق هي فرضيّة فهمية مقبولة حول ولادة القمر، والذي يُعتقد أنه وُلد كنتيجة لاصطدام بين الأرض وجسم حديث العُمر كان بحجم المريخ، يُسمّى أحياناً بثيا نسبة إلى التايتانة الإغريقية الأسطورية التي كانت ابنة سيليني إلهة القمر. ومن الأدلة على هذه الفرضيّة حتى بعض العيّنات التي اتىت من سطح القمر كانت منصهرة في بعض الأحيان، وأن القمر هو- ظاهرياً - تعبير عن نواة حديديّة صغيرة نسبياً، وأدلّة على حدوث اصطدامات مماثلة في أنظمة كوكبيّة أخرى (والتي تؤدّي إلى تكوّن أقراص حطام).

لكن تظل هناك الكثير من المشاكل بلا إجابات حول الفرضيّة. فنسب نظائر الأوكسجين القمريّة مطابقة جوهرياً للتي على الأرض، بدون مرشد على تغيير فيها من آثار جسم شمسيّ آخر. أيضاً، العيّنات القمريّة لا تُشير إلى وجود نسب من عناصر متطايرة على القمر كما لا يُوجد مرشد على أنه وُجد على الأرض يوماً محيط الصهارة الذي تتضمّنه الفرضيّة.

التاريخ الجيولوجي

يُقسّم التاريخ الجيولوجي للقمر إلى ست حقب رئيسية، تسمى "المقياس الزمني الجيولوجي القمري". عندما وُلد القمر قبل 4.5 مليار سنة كان في حالة منصهرة ويَدور أقرب بكثير إلى الأرض. وقد شوّهت قوى المد والجزر الناتجة عن ذلك الجسم المنصهر محوّلة إيّاه إلى سطح ناقص، إضافة إلى توجيه محوره باتجاه الأرض.

كان الحدث الهام الأول في التطور الجيولوجي للقمر هوتبلور محيط الصهارة الذي كان يُغطي معظم أجزائه. ليس من المعروف لنا الآن كم كان عمقه بالتحديد، لكن الكثير من الدراسات تُقدره بحوالي 500 كم أوأكثر. كانت أول المعادن التي تكونت في هذا المحيط هي الحديد وسيليكات أوليفين المغنيسيوم والبيروكسين. وبسبب حتى هذه المعادن كانت أكثف من المعادن المنصهرة التي حولها، فقد غاصت داخل المحيط. وبعد حتى تبلور 75% منه، تبلور الفلدسبار الأنورثوستي^‏‏ الأقل كثافة وعام، مشكلاً قشرة أنورثوستية يَبلغ سمكها حوالي 50 كم. تبلور معظم محيط الصهارة بسرعة (خلال 100 مليون سنة أوأقل)، بالرغم من حتى الصهارة الغنيّة-بالكريب^‏‏ الأخيرة المتبقية - الغنيّة بشكل كبير بالعناصر المتنافرة والمولّدة للحرارة – بقيت منصهرة جزئياً للعديد من مئات ملايين (أومن الممكن مليار) السنين.

الساحة القمرية

A photograph of full moon taken from Earth

Volcanic rilles near the crater Prinz

Volcanic domes within the Mons Rümker complex

Wrinkle ridges within the crater Letronne

Rima Ariadaeus is a graben. NASA photo taken during Apolloعشرة mission.

القشرة

Mare Imbrium and the crater Copernicus. NASA photo.

The lunar crater King displays the characteristic features of a large impact formation, with a raised rim, slumped edges, terraced inner walls, a relatively flat floor with some hills, and a central ridge. The Y-shaped central ridge is unusually complex in form. NASA photo.

المحيطات

الصخور القمرية

هجريب السليكات الكتلية للقمر
أكسيد	% الوزن
SiO₂	44.4%
Al₂O₃	6.14%
FeO	10.9%
MgO	32.7%
CaO	2.31%
Na₂O	0.092%
K₂O	0.01%
Cr₂O₃	0.61%
MnO	0.15%
TiO₂	0.31%

القمر تابع للأرض يبلغ قطره 3460 كيلومتر تقريبا ، ويبعد عن الأرض بحوالي 300.000 كيلومترا. وقد هبط الإنسان لأول مرة على سطحه عام 1969 (رحلة أبوللورقم 11 في الفترة من 16 – 24 يوليو1969) وجمع عينات من سطحه ، وتبع ذلك خمس رحلا أخرى هبط فيها الإنسان على القمر وجمع مزيدا من العينات. أثبتت الإختبارات التي أجريت على العينات التي جمعت من سطح القمر حتى الأنواع التالية من الصخور توجد ضمن الصخور المكونة لقشرة القمر:

1- خليط من المعادن المهشمة المتماسكة Soil breccias: وهذا النوع من الصخر الدقيق الحبيباتقد يكون 52.4% بالنسبة إلى بقية الأنواع الأخرى التي جمعت. يتكون هذا لاصخر من خليط من فئات صخور البازلت والأنورقوزيت والزجاج في أرضية من دقيق ناعم من صخر البازلت (مكون من معادن أوجيت وألمينيت وقليل من البلاجيوكليز). وقد تحول هذا الدقيق الناعم إلى لحام زجاجي يضم الفتات الصخرية المهشمة بعمل الصدمات الكثيرة التي تعرض لها القمر.

2- البازلت Basalt: ويكون 37.4% في العينات التي جمعت. يتراوح حجم الحبيبات المكونة لهذا الصخر بين 1 ، 30 ميكرون ، ويتكون الصخر بصفة أساسية من: (1) البيروكسين (حوالي 50% بالوزن). وهذا البيروكسين من النوع التيتاني أوتحت الكلسي ؛ (2) البلاجيوكليز (حوالي 25%) ، ويغلب عليه النوع الأنورثيتي [أنورثيت (90 – 100)] ؛ (3) الألمنيت (حوالي 20%) ، ومن الغريب حتى بعض عينات البازلت وجدت غنية بالبوتاش (0.7%).

3- زجاج: ويكون 5.1% في العينات ، ويترواح حجم حبيباته من أقل من 1 ميكرون إلى أكثر من ثلاثة سم ، ويختلف شكل حبيباته من حادة الزوايا إلى كروية كاملة ، ولونها يتدرج من اللون البني أوالبرتنطقي الأصفر إلى عديمة اللون. وقد يحدث بها فقاقيع أوتخلومنها. كماقد يكون الزجاج في بعض الأحيان غير متجانس ، ويبدوحتى هذا الزجاج قد تكون بصفة أساسية نتيجة للصدمات ذات السرعة الفائقة (للنيازك) والتي تسهم في العمليات المستمرة على سطح القمر.

4- صخور أنورثوزيتية: وتكون 3.6% في العينات ، يترواج هجريبها بين انورثوزيت (بلاجيوكليز كلسي) إلى جابروأنورثوزيتي (بلاجيوكليز كلسي مع أوليفين وبيروكسين أحادي الميل).

5- معادن وصخور أخرى: تكون 1.5% (من بينها أقل من 0.1% ركام نيزكي Meteoritic debris).

والفكرة السائدة الآن عن تصور لنموذج هجريب القمر أنه يتكون من قشرة من الأنورثوزيت سمكها حوالي 25 كيلومترا – تكونت نتيجة لعملية التجزئة أوالتفارق المجمائي – عائمة على صخور الجابروالأعلى كثافة. وفي الأزمنة الساحقة تكونت في قشرة القمر "ثقوب" نتيجة لارتطامات النيازك والكويكبات الضخمة ، وتفجرت من هذه الثقوب الحمم البازلتية لتملأ المنخفضات بالحمم.

السؤال الذي لم يجد جوابا حتى الآن هوكيف من الممكن أن نشأ القمر،يا ترى؟ هل كان نتيجة مادة كويكيبية سقطت في أسر جاذبية الأرض ، وأصبحت تابعة لها. أم حتى القمر كان جزءا من الأرض ثم انشطر عنها .... أم حتى القمر يمثل أجساما تلاحمت على هذا البعد من الأرض ، وازدادت حجما لتكون القمر ، أم حتى هناك نشأة أخرى لم يتوصل إليها الباحثون حتى الآن،يا ترى؟ إذا هذه سمة البحث الفهمي .. البحث عن الحقيقة. قبل عام 1969 لم يكن هناك جيولوجي رأى بعينيه أولمس بيديه عينة من صخور القمر ولكن كانت هناك بعض المعلومات والفهم عن القمر. وبعد عام 1969 زادت الفهم وتضاعفت ، وعكذا يتقدم البحث الفهمي ليضيف إلى البشرية جميع يوم جزءا جديدا من الفهم تكشف عن أسرار هذا الكون. هذه الفهم التي لن تقف عند حد أبدا . وما معهدتنا الحالية إلى قطرة في بحر. "وما أوتيتم من الفهم إلا قليلا" صدق الله العظيم.

انظر أيضا

القمر
Transient lunar phenomenon
Selenography

المصادر

مؤمن, عبد الأمير (2006). قاموس دار الفهم الفلكي. بيروت، لبنان: دار الفهم للملايين.

Cited references

^ Kleine, T. (2005). "Hf–W Chronometry of Lunar Metals and the Age and Early Differentiation of the Moon". Science. 310 (5754): 1671–1674. doi:10.1126/science.1118842. PMID 16308422. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
^ "Apollo 17 troctolite 76535". NASA/Johnson Space Center photograph S73-19456. Curation and Analysis Planning Team for Extraterrestrial Materials (CAPTEM). Retrieved 2006-11-21.
^ Stuart R. Taylor (1992). Solar system evolution. Cambridge Univ. Press. p. 307 pp.

Don Wilhelms, Geologic History of the Moon, U.S. Geological Survey.
To a Rocky Moon: A Geologist's History of Lunar Exploration, by D.E. Wilhelms. University of Arizona Press, Tucson (1993).
New views of the Moon, B. L. Jolliff, M. A. Wieczorek, C. K. Shearer and C. R. Neal (editors), Rev. Mineral. Geochem., 60, Min. Soc. Amer., Chantilly, Virginia, 721 pp., 2006.
The Lunar Sourcebook: A User's Guide to the Moon, by G.H. Heiken, D.T. Vaniman y B.M. French, et al. Cambridge University Press, New York (1991). ISBN 0521334446.
Origin of the Moon, edited by W.K. Hartmann, R.J. Phillips, G. J. Taylor, ISBN 0-942862-03-1.
R. Canup and K. Righter, editors (2000). Origin of the Earth and Moon. University of Arizona Press, Tucson. p. 555 pp.CS1 maint: extra text: authors list (link)

General references

Paul D. Spudis, The Once and Future Moon, 1998, Smithsonian Books, ISBN 1-56098-847-9.
Dana Mackenzie, The Big Splat, or How Our Moon Came to Be, 2003, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-15057-6.
Charles Frankel, Volcanoes of the Solar System, Cambridge University Press, 1996, ISBN 0-521-47201-6.
G. Jeffrey Taylor (November 22, 2005). "Gamma Rays, Meteorites, Lunar Samples, and the Composition of the Moon". Planetary Science Research Discoveries. Check date values in: |date= (help)
Linda Martel (September 28, 2004). "Lunar Crater Rays Point to a New Lunar Time Scale". Planetary Science Research Discoveries. Check date values in: |date= (help)
Marc Norman (April 21, 2004). "The Oldest Moon Rocks". Planetary Science Research Discoveries. Check date values in: |date= (help)
G. Jeffrey Taylor (November 28, 2003). "Hafnium, Tungsten, and the Differentiation of the Moon and Mars". Planetary Science Research Discoveries. Check date values in: |date= (help)
G. Jeffrey Taylor (December 31, 1998). "Origin of the Earth and Moon". Planetary Science Research Discoveries. Check date values in: |date= (help)

This article draws heavily on the 11 October 2005 version of the corresponding article in the Spanish-language Wikipedia.

وصلات خارجية

Apollo over the Moon: A View from Orbit, edited by Harold Masursky, G. W. Colton, and Farouk El-baz, NASA SP-362.
Eric Douglass, Geologic Processes on the Moon
Lunar Sample Information (JSC)
The Apollo Lunar Surface Journal (NASA)
Lunar and Planetary Institute: Exploring the Moon
Clementine Lunar Image Browser
Ralph Aeschliman Planetary Cartography and Graphics: Lunar Maps
Lunar Gravity, Topography and Crustal Thickness Archive
Lunar and Planetary Institute: Lunar Atlas and Photography Collection
Moon Rocks through the Microscope Retrieved 22 August 2007
Moon articles in Planetary Science Research Discoveries