הרי געש עיצבו את הירח מבפנים החוצה, קובעים מדענים: "הצוות שלנו באמת מבולבל"

חום וולקני קדום עשוי היה לעצב את הירח מבפנים החוצה, ולשמר צד אחד שלו כדק יותר, חם יותר ופעיל גיאולוגית יותר מהצד השני - כך עולה ממחקר חדש.

צדו הקרוב של הירח מצולק במכתשי פגיעה עצומים, בעוד שהצד הרחוק כולל הרבה פחות מכתשים וקטנים בהרבה, וכן קרום עבה בהרבה - אי-סימטריה שבלבלה את המדענים במשך עשורים. לאורך השנים, חוקרים הציעו תיאוריות שונות כדי להסביר את חוסר האיזון הזה, החל מחימום גאות (tidal heating) הנובע ממסלולו של הירח סביב כדור הארץ ועד התנגשות מוקדמת עצומה ששינתה את מבנהו הפנימי. אך לא הייתה ראיה ברורה למנגנון המסוגל להניע אבולוציה כה לא שוויונית - ייתכן שעד עכשיו.

צוות מדענים שניתח נתונים ממשימת GRAIL של נאס״א זיהה את הסימנים הברורים הראשונים להבדלי טמפרטורה בעומק הירח. המחקר מציע שיסודות מפיקי חום שנותרו בקרום הירח שמרו צד אחד של הירח כדק יותר - וחם יותר - מהצד השני, גם לאחר מיליארדי שנים.

ההבדל היה כה בולט, "הוא קפץ החוצה מתוך הנתונים והתמיד גם לאחר בדיקות חוזרות וניתוחים חלופיים", אמר ריאן פארק (Ryan Park), מדען בכיר במעבדה להנעה סילונית של נאס״א, שהוביל את המחקר, "הצוות שלנו באמת מבולבל".

הראיות לאי-הסימטריה הזו מגיעות מהנתונים שאספה משימת GRAIL של נאס״א, אשר בשנת 2012 השתמשה בזוג חלליות כדי למפות את כוח המשיכה של הירח בדיוק יוצא דופן. באמצעות מעקב אחר שינויים זעירים במרחק בין שתי החלליות במהלך טיסתן סביב הירח, הצליחו פארק ועמיתיו לזהות הבדלים עדינים בכוח המשיכה - הבדלים הקשורים למבנים לא אחידים בעומק מתחת לפני השטח של הירח.

"המחקר שלנו מספק את מפת הכבידה המדויקת והמפורטת ביותר של הירח עד כה", אמר פארק. מפת הכבידה הזו גם מניחה את היסודות לפיתוח מערכת ניווט שתשפר את הבטיחות והאמינות של משימות ירח עתידיות, הוא הוסיף.

ארבע תצפיות המראות את הירח מארבע המיספרות, שהורכבו מצילומים שצולמו על ידי מקפת הסיור הירחית של נאס״א (Lunar Reconnaissance Orbiter): למעלה משמאל: הצד הקרוב (0° צפון, 0° מזרח); למעלה מימין: ההמיספרה המזרחית (0° צפון, 90° מזרח); למטה משמאל: הצד הרחוק (0° צפון, 180° מזרח); למטה מימין: ההמיספרה המערבית (0° צפון, 270° מזרח) / Image credit: NASA/GSFC/Arizona State University

בעת לימוד הנתונים, גילו החוקרים הבדל של 2% עד 3% באופן שבו המעטפת של הירח מתעוותת בין הצד הקרוב לצד הרחוק. סימולציות מחשב של מבנה הירח מצביעות על כך שהבדל זה נובע מפער טמפרטורה של 100 עד 200 מעלות צלזיוס בין ההמיספרות הקרובה והרחוקה - כאשר הצד הקרוב חם יותר, על פי המחקר החדש. הניגוד הזה, כך מציע המחקר החדש, נשמר ככל הנראה בזכות ריכוז גבוה יותר של יסודות רדיואקטיביים בצדו הקרוב של הירח - שאריות של פעילות געשית שהתרחשה לפני 3 עד 4 מיליארד שנה. למעשה, נתונים ממשימת לונר פרוספקטור של נאס״א חשפו כי צדו הקרוב של הירח מכיל עד פי 10 יותר תוריום מצדו הרחוק.

שפע התוריום ויסודות רדיואקטיביים דומים היה מייצר חום נוסף, ומניע הבדלי טמפרטורה של כמה מאות מעלות לאורך המעטפת של הצד הקרוב במהלך ההיסטוריה הקדומה של הירח. חום זה היה עשוי ליצור כיסים גדולים של סלע מותך, ולסייע בעיצוב תצורות געשיות כמו המאריה הלונרית (ימים ירחיים) שאנו רואים כיום. "אנחנו מציעים שהתהליכים שיצרו את הים הירחי לפני כמה מיליארדי שנים עדיין קיימים ופעילים גם היום", אמר פארק.

משימות כמו GRAIL, אשר מודדות כיצד שדה הכבידה של כוכב לכת משתנה כאשר חללית מקיפה אותו, מאפשרות למדענים להסיק רמזים חשובים על מאפיינים פנימיים של גופים פלנטריים - מבלי לנחות עליהם. טכניקה זו, אומרים החוקרים, יכולה לחשוף את המבנה הפנימי של עולמות כמו מאדים, אנקלדוס (ירח של שבתאי), או גנימד (ירח של צדק), באופן פשוט יותר. "מדידות כאלה הן בעלות ערך במיוחד בעולמות שבהם מחקר על פני השטח קשה או בלתי אפשרי", אמר פארק.

מקורות:

• קטעים מ-There Is Something Odd Going On Inside The Moon מאת IFLScience שנכתב ע"י: Dr. Alfredo Carpineti.

• קטעים מ- Volcanoes shaped the moon from the inside out, scientists find מאת space.com שנכתב ע"י:Sharmila Kuthunur.

• קטעים מהמחקר- Thermal asymmetry in the Moon’s mantle inferred from monthly tidal response מאת Nature.