top of page
הרשמו לידיעון המקוון שלנו

קבלו עידכונים על מאמרים חדשים והתרחשויות אחרות

תודה על הרשמתך

השתתפו במסע אופן הזמן

Ofan Logo a.png

מסע רב חושי בנבכי הזמן, שבו המרבד העשיר של הציוויליזציות הקדומות מתעורר לחיים ושואב אותנו אל תוכו.  

תעלומת שני פניו של הירח עשויה להיפתר בקרוב

לפני זמן רב, קרה משהו מוזר כשהירח נוצר לראשונה. אנחנו לא בטוחים בדיוק מה זה היה או איך זה קרה, אבל ההשלכות של האירועים האלה הובילו לסט עצום של הבדלים בין הצד הקרוב של הירח - הצד שתמיד פונה אלינו - לבין הצד הרחוק, שאליו ניתן להגיע באמצעות חללית. הצד הקרוב מלא במאפיינים מוכרים ומזוהים, כולל:


  • אזורים בהירים עמוסים במכתשים, המייצגים את רמות הירח הקדומות.

  • אזורים אפלים דלילים במכתשים, המייצגים אזורי שפלה הידועים בשם ימים ירחיים (lunar maria).

  • קרניים בהירות שיוצאות מרבים ממכתשי הירח העמוקים, אך רק באזורי הימים החשוכים.

  • ומכתשים רבים בגדלים שונים מרובדים זה על גבי זה, אך נמצאים כמעט אך ורק באזורי הרמה הבהירים.


אבל הצד הרחוק, שנצפה לראשונה רק במשימת חלל ב-1959, שונה מאד. הוא מורכב כמעט אך ורק מרמות גבוהות צפופות במכתשים, והימים הכהים והנמוכים המעטים הקיימים קטנים מאד בהשוואה לצד הקרוב. ההסבר הפשוט ביותר לאפקט הזה כבר ידוע כשגוי, אבל תיאוריה פרועה אך משכנעת צפויה לעמוד בקרוב במבחן. כעת, כאשר משימת צ'אנג-אה 6 של סין החזירה בהצלחה לכדור הארץ דגימות ירח שנלקחו מהצד הרחוק של הירח בפעם הראשונה בהיסטוריה האנושית, נוכל סוף סוף לנתח אותן ולהשוות אותן לדגימות מהצד הקרוב שיש לנו מאז תקופת אפולו. אחרי כל השנים האלה, אפשר אולי סוף סוף לפתור את תעלומת שתי ההמיספרות של הירח.

פסיפס דו-צדדי זה מהמקפת לסקר הירח של נאס"א מציג את הצד הקרוב (שמאל) ואת הצד הרחוק (ימין) של הירח / NASA/GSFC/ASU

ההבדלים בין הצד הקרוב לבין הצד הרחוק של הירח בולטים, שכן רובנו היינו נאבקים אפילו לזהות את הירח שלנו אם כל מה שהיינו רואים היה הצד שתמיד פונה הרחק מכדור הארץ. במקום מספר גדול של ימים כהים דלילים במכתשים, יש רק אחד משמעותי: ממוקם בחצי הכדור הצפוני של הצד הרחוק. אין רכסי הרים ענקיים, כמו זה המפריד באופן בולט בין ים הגשמים (Mare Imbrium) לבין ים הרוגע (Mare Serenitatis) בצד הקרוב. יש פחות מכתשי ענק עם קרניים עצומות שקורנות מהם, כמו ג'ורדנו ברונו (Giordano Bruno) ופיירצו (Pierazzo), בעוד שהצד הקרוב משופע בהם: קופרניקוס (Copernicus), אריסטרכוס, קפלר (Kepler), טיכו ורבים נוספים.


אבל אולי את ההבדל הגדול מכולם ניתן לראות במונחים של גובה. פרט לאגן הצפוני המבודד, ים מוסקבה (Mare Mascoviense), ואגן הקוטב הדרומי-אייטקן (South Pole–Aitken basin) העצום - שניהם נגרמו ככל הנראה מפגיעות קדומות - הצד הרחוק של הירח נמצא בגובה רב בהרבה מהצד הקרוב. בסך הכל, הגובה הממוצע של הצד הרחוק של הירח גדול מהגובה הממוצע של הצד הקרוב בכמעט 2 ק"מ, ובהתבסס על נתונים סייסמיים, קרום הירח בצד הרחוק עבה יותר מקרום הצד הקרוב בכ-15 ק"מ. מסיבה כלשהי, הצד הרחוק של הירח מכוסה בהרבה יותר מכתשים, משמעותית גבוה יותר, ובעל קרום עבה בהרבה (ב~25% או יותר) בהשוואה לצד הקרוב של הירח.


לרבים מאיתנו, לאחר שלמדנו זאת, יש הסבר כמעט אינסטינקטיבי מדוע הצד הרחוק יהיה וצריך להיות מכוסה בהרבה יותר מכתשים מהצד הקרוב: כי כדור הארץ נמצא בדרך אל הצד הקרוב. אחרי הכל, הירח קרוב יחסית, במרחק ממוצע של 380,000 ק"מ בלבד מכדור הארץ, וכדור הארץ הוא הרבה יותר גדול (כמעט פי ארבעה מקוטר הירח) והרבה יותר מסיבי (בערך פי 82 מסיבי מהירח), מה שאמור להפוך אותו למטרה הרבה יותר טובה עבור גופי פגיעה פוטנציאליים. בגלל זה, אתם עלול להתפתות לחשוב שהצד הרחוק של הירח הרבה יותר פצוע כי הוא חסר את ההגנה שכדור הארץ מספק: מתנהג כמו מגן מפני פגיעות אלה עבור הצד הקרוב.

פסיפס של הצד הקרוב של הירח ממצלמת הזווית הרחבה של המקפת לסקר הירח של נאס"א / NASA/GSFC/ASU

עם זאת, הסבר זה מתפרק לחלוטין כאשר אנו מכמתים את השפעות ההגנה ומשווים אותן לשיעורי המכתשים שנצפו. המרחק בין כדור הארץ לירח, למרות שהוא קטן בקנה מידה של מערכת השמש, הוא למעשה גדול פי 30 בערך מקוטר כדור הארץ, כלומר הפרש המכתשים צריך להיות פחות מאחוז אחד בערך. למרות המסיביות של כדור הארץ, שיעורי המכתשים בשני חצאי הירח אמורים להיות מושפעים כמעט באותה מידה מכוח הכבידה של כדור הארץ, מה שמרמז שוב על הבדל בכמויות המכתשים בין הצד הקרוב והצד הרחוק של פחות מאחוז.


אבל זה בכלל לא המצב. בצד הרחוק של הירח יש בסביבות 30% יותר מכתשים מהצד הקרוב: הבדל עצום שלא ניתן להסביר על ידי סטיית כבידה או ספיגת פגיעות. זה גם לא מצליח להסביר את ההבדלים האחרים: בשפע הימים או בגובה ובעובי הקרום. עד כמה שהרעיון הזה מפתה, הוא נשלל מזמן.


במקום זאת, גישה טובה יותר היא לפנות לתמונה שלנו של האופן שבו אנו חושבים שהירח נוצר מלכתחילה: מהתנגשות אימתנית בין קדם-כדור הארץ לבין קדם-כוכב הלכת המכונה תיאה. אתם עשויים לחשוב על פגיעת האסטרואיד שחיסלה את הדינוזאורים כעל פגיעת ענק, ולפי מדדים רבים, היא באמת הייתה אדירה. בגודל משוער של 5 עד 10 ק"מ רוחב - בגודל של הר גדול - היא יצרה את מכתש צ'יקשולוב: מכתש פגיעה שקוטרו כ-200 ק"מ.


אבל אם נחזור בזמן כ-4.5 מיליארד שנים אחורה, נלמד שהייתה פגיעה גדולה הרבה יותר בתחילת ההיסטוריה של הפלנטה שלנו, שגורמת לצ'יקשולוב להראות כמו חלוק נחל בלבד. עוד כשמערכת השמש הייתה בחיתוליה, כדור הארץ נוצר ברובו: כמעט מאותה מסה ורדיוס שיש לו היום. אבל היה עוד קדם-כוכב לכת גדול בקרבת מקום, אולי דומה בגודלו למאדים. כ-50 מיליון שנה לאחר שכוכבי הלכת האחרים סיימו את היווצרותם, התנגשו קדם-כדור הארץ וקדם-כוכב הלכת המשוער הזה, הידוע בשם תיאה, זה בזה.

אנימציה זו כוללת תמונות לוויין של הצד הרחוק של הירח, המואר על ידי השמש, כשהוא חוצה בין מצלמת ההדמיה הפוליכרומטית של חללית DSCOVR, לבין כדור הארץ - במרחק 1.6 מיליון ק"מ / NASA/EPIC

בעקבות ההתנגשות הזו, ענן עצום של פסולת הועף למעלה, ויצר מבנה תיאורטי המכונה סינסטיה (Synestia). בעוד שרוב המסה הזו נפלה בסופו של דבר חזרה לכדור הארץ או ברחה לחלל הבין-פלנטרי, מספיק ממנה התלכד כבידתית כדי ליצור את הירח שלנו.


למעשה, אנו חושבים כעת שפגיעות ענק הן הדרך העיקרית שבה כוכבי לכת קטנים ומוצקים מקבלים את הירחים שלהם, שכן לפי התיאוריה פגיעות ענק הן המנגנון מאחורי איך שמאדים קיבל את מערכת הירחים שלו, וגם כיצד נוצרה מערכת הירחים של פלוטו. למרות שהשערת ההתנגשות הענקית נחשבה כרעיון שוליים כשהוצעה לראשונה בשנות ה-70, ראיה מדהימה הביאה לקבלה ההדרגתית: החזרות דגימות הירח הראשונות הראו שהרכב החומר מהירח תואם, בדיוק, את הרכב החומר מכדור הארץ עצמו. עובדה מדהימה זו העניקה תמיכה רבה לרעיון של פגיעה עצומה בעברנו הרחוק, ונתנה לנו תרחיש חדש ליצירת הירח.


אז אם כך הירח נוצר לראשונה, איזה סוג של תרחיש זה מגדיר?


עלינו לזכור שכיום, הגורם שבעיקר קובע את הטמפרטורה של כוכב לכת הוא השילוב של חימום מהשמש, לכידת חום אטמוספרי וקרינה פלנטרית, כמו גם תהליכים פנימיים כמו התכווצות כבידתית והתפרקות של יסודות רדיואקטיביים בפנים כוכב הלכת. אבל בשלב מוקדם, בשלבים המוקדמים של היווצרות כוכבי הלכת, נותר חום רב מהערפילית הטרום-שמשית שגרמה להיווצרות כוכבי הלכת הללו, והטמפרטורה המשוערת של כדור הארץ בשלבים מוקדמים אלו הייתה חמה כמעט פי עשרה מכפי שהיא היום: אי שם בסביבות 2700 קלווין, או הטמפרטורה של נורה ליבון עם אור חם.


אנו גם יודעים, מתצפיות על תכונות שהוטבעו בכדור הארץ במהלך ההיסטוריה הגיאולוגית, שבשלב מוקדם, כוכב הלכת שלנו הסתובב הרבה יותר מהר סביב צירו, ולפי חוקי התנע הזוויתי - זה מרמז שבעבר הירח היה הרבה יותר קרוב לכדור הארץ. כעת, בואו נחבר את שלושת פיסות המידע הללו:


  • העובדה שפגיעה עצומה יצרה מבנה דמוי סינסטיה.

  • שהוליד ירח שנוצר בסמיכות לכדור הארץ.

  • ושכדור הארץ היה חם מאד בזמן הזה: בסביבות 2700 קלווין.

סינסטיה לא רק מורכבת מהטבעת/טורוס הנפוח הזה של פסולת סביב ליבה פלנטרית משותפת, אלא גם עולה לטמפרטורות גבוהות העולות על 1000 קלווין, מה שגורם לה לפלוט כמויות ניכרות של קרינת האינפרה האדום שלה / Sarah Stewart/UC Davis/NASA

סביר להניח שהירח, אפילו עם היווצרותו הראשונית, נוצר כבר נעול בנעילת גאות לכדור הארץ, כאשר פנים אחד של הירח תמיד מצביע לכיוון כדור הארץ והפנים הנגדי תמיד מצביע החוצה, אבל גם אם זה לא היה המקרה הירח נולד מסתובב, פיזיקת הכבידה מלמדת אותנו שהוא היה ננעל בנעילת גאות במהירות רבה מאד: בטווחי זמן של 100,000 שנה, לכל היותר.


עכשיו, דמיינו את זה: יש לנו כדור ארץ צעיר וחם שנמצא בסמיכות לירח גדול נעול בנעילת גאות, שנוצר בעצמו מענן נפוח המכונה סינסטיה ועשוי ליצור, כחלק מההתנגשות, דיסק מקיף (circumplanetary disk) של חומר המקיף את כדור הארץ. כפי שניתן לצפות, החומר העודף הזה לא ממשיך לנצח, אבל חלק גדול ממנו ינחת על (ויתווסף) לירח, הן בצד הפונה לכדור הארץ והן בצד הרחוק מכדור הארץ.


מה זה ירמז, באשר לדמיון והשוני בין שני פני הירח, בתרחיש כזה?


הפרטים של זה עובדו, לראשונה, רק לפני עשר שנים, במאמר של ארפיטה רוי (Arpita Roy), ג'ייסון רייט (Jason Wright) ושטיין סיגורדסון (Steinn Sigurdsson). ההבנה העיקרית היא שהחום מכדור הארץ הצעיר והחם - גרסה קיצונית של אור ארץ - היה צריך לייצר לא רק גרדיאנט טמפרטורה המשפיע על החומר המקיף את כדור הארץ, אלא גם גרדיאנט כימי: שבו יסודות כבדים יותר שקרובים יותר לחום כדור הארץ מתאדים ביתר קלות, אבל אותם אלמנטים, כשהם רחוקים יותר, מתאדים פחות בקלות.


יסודות כמו סידן ואלומיניום, בפרט, צריכים להיות מושקעים על הצד הרחוק של הירח בהשוואה לצד הקרוב של הירח, מה שאומר שיש לנו כעת תחזית לחפש: שפע גדול יותר של יסודות אלה המתאדים בקלות בצד הירח שתמיד פונה הרחק מכדור הארץ. לאחר מכן המשיכו המחברים והראו כי שפע גדול יותר של סידן ואלומיניום בחלק המרוחק יותר של המבנה שיצר את הירח - או דיסק מקיף או סינסטיה (שהאחרון לא נטבע עד כמה שנים מאוחר יותר) - יוביל לקרום עבה יותר בצד הרחוק של הירח בהשוואה לצד הקרוב של הירח. מכיוון שהקרום הוא החלק הפחות צפוף של עולם, למעשה "צף" על גבי המעטפת הפנימית, זה אמור גם להתאים לגבהים גדולים יותר בצד הרחוק.


במילים אחרות, אם זה סיפור ההיווצרות של מערכת כדור הארץ-ירח שלנו, אז יש עכשיו תחזית שניתנת לבדיקה: אלמנטים מסוימים שמתאדים בקלות צריכים להיות בשפע יותר כחלק מהקרום של הצד הרחוק של הירח, בניגוד לקרום הצד הקרוב של הירח. אם הירח נוצר כך שהוא ננעל בנעילת גאות באופן מושלם (או כמעט מושלם) לכדור הארץ, אז הצד הקרוב אמור להיות מדולדל ביסודות אלה, בעוד שהצד הרחוק צריך להיות משופע בהם. מצד שני, אם הירח הסתובב בעקביות לאורך היווצרותו, אזי יסודות אלה צריכים להיות משוקעים באותו אופן שפיח משוקע על עוף צלוי: באופן שווה יחסית על פני השטח שלו.

התרשמות אמן המתארת את ההתנגשות בין תיאה לכדור הארץ אשר ככל הנראה גרמה להיווצרות הירח / NASA/JPL-Caltech

תיאוריה זו, על אף שקיבלה מעט מאד תשומת לב ציבורית כשהוצעה לראשונה, אמורה כעת לעניין מדענים פלנטריים, שכן בפעם הראשונה בהיסטוריה, לאנושות יש כעת את החומרים הדרושים כדי להעמיד אותה במבחן. ב-25 ביוני 2024, משימת צ'אנג-אה 6 החזירה בהצלחה יותר משני קילוגרמים של דגימות ירח מהצד הרחוק של הירח: הסלעים הראשונים מהצד הרחוק של הירח שהוחזרו אי פעם לכדור הארץ. למרות שמשימות אפולו (כמו גם משימות מאוחרות יותר של ברית המועצות וסין) החזירו דגימות ירח רבות בעבר, הן מאזורי הימים הנמוכים והן מרמות הירח הצפופות במכתשים, כולן היו מהצד הקרוב של הירח.


זה הישג טכני מדהים, שכן אין דרך לתקשר ישירות מכדור הארץ עם חללית כלשהי בצד הרחוק של הירח; אין קו ראייה ישיר לתקשורת דו-כיוונית. עם זאת, אם נחתת בצד המרוחק מלווה במקפת במסלול ירח, אז זה הופך להיות אפשרי לתקשר ישירות עם המקפת מכדור הארץ, ולאחר מכן לגרום למקפת לתקשר עם הנחתת על פני השטח. לחלופין, המשימה יכולה להיות אוטומטית לחלוטין, כאשר הנחתת מצייתת לרצף מוגדר מראש של אירועים, ולאחר מכן מתרוממת לעגינה עם קפסולת הכניסה החוזרת. באמצעות סדרת משימות צ'אנג-אה שלו, מינהל החלל הסיני (CNSA) עשה צעדים יוצאי דופן קדימה בשתי החזיתות הללו.


המשימה תחילה בחרה מראש אתר נחיתה באגן הקוטב הדרומי-אייטקן, והנחתת הגיע לשם בהצלחה. לאחר מכן, נפרסה זרוע רובוטית, יחד עם מקדחה, כדי לנהל את הליך איסוף הדגימות. לבסוף, המטען שוגר במסלול עלייה למפגש עם קפסולת הכניסה החוזרת שבמסלול הירח, משם היא חזרה לכדור הארץ. 47 דקות בלבד לאחר תחילת הליך הכניסה החוזרת - כולל דילוג אטמוספרי, כניסה מחדש ופריסת מצנחים כדי להבטיח נחיתה רכה (יחסית) - הדגימות הגיעו לכדור הארץ, שם הן אותרו וזוהו במהירות על ידי צוות החילוץ. הדגימות הראשונות של האנושות מהצד הרחוק של הירח הוחזרו בהצלחה לכדור הארץ.


ועכשיו, מנקודת מבט מדעית, הכיף באמת מתחיל. מה יראה ניתוח דגימה של החומר מהצד הרחוק של הירח? האם הדגימות יהיו זהות בהרכבן לאלו שהוחזרו קודם לכן: מהצד הקרוב לירח? האם הן יהיו שונות בכל דרך מורגשת, כמו למשל מבחינת שפע האלמנטים השונים? האם הן יטילו אור חדש על תיאוריות ההיווצרות השונות - ופרטים על התיאוריות הללו - עבור הירח עצמו? והאם הם יהיו עקביות עם הסיפורים שאנו מספרים לעצמנו על הירח וכדור הארץ היום, או שמא יהיה מידע חדש שיאלץ אותנו לשכתב את מה שחשבנו שכבר ידענו?


במובנים רבים, זהו היופי של המדע: חשוף לעיני כל. יש לנו כמה רעיונות למה שאנחנו חושבים שאולי קרה, כמו גם איך זה קרה, כולם תואמים את הראיות שאספנו עד כה. אבל מה יחשפו הראיות החדשות הללו? האם זה יתמוך או יפריך את תרחיש ההתאדות המרגש הזה, המונע על ידי אור ארץ, עבור הצד הרחוק של הירח הגבוה יותר, עבה יותר ושונה מבחינה כימית מהצד הקרוב? האם זה יישאר עקבי עם הרעיונות שלנו לגבי סינסטיה והשערת ההתנגשות הענקית? או שמא יהיו הפתעות גדולות עוד יותר? בזמן שכולנו מחכים שהניתוח יגיע והנתונים יתפרסמו, חשוב לבדוק מהן המחשבות המובילות על מבנה הירח והיווצרותו כיום, מתוך הכרה שבקרוב הן יעברו מבחן קריטי. אחרי הכל, הדרך הטובה ביותר ללמוד על היקום היא פשוט לשאול אותו על עצמו, ולהקשיב היטב למה שתשובותיו מגלות.

מקורות:

92 צפיות0 תגובות

Kommentare


בקרו בחנות שלנו

הגמל המעופף מביא לכם פריטים יוצאי דופן ומותרות של ימי קדם אל מפתן דלתכם, כמו גם כלים ועזרים למסעות מחקר והרפתקה.

Site banner copy_edited.png
bottom of page