تشير الأبحاث الحديثة إلى أن أكبر تأثير تم تسجيله على الإطلاق على القمر أدى إلى تشتيت المواد من الوشاح القمري نحو القطب الجنوبي منذ مليارات السنين. وشكل هذا الحدث حوض القطب الجنوبي-أيتكين، وهو هيكل ضخم يبلغ قطره أكثر من 2000 كيلومتر ويقع على الجانب البعيد من القمر الصناعي. تشير عمليات المحاكاة الحاسوبية إلى أن العينات التي جمعها رواد فضاء أرتميس بالقرب من القطب الجنوبي قد تحتوي على أجزاء تم استخراجها من طبقات عميقة من باطن القمر، مما يوفر بيانات فريدة حول التركيب الأصلي للقمر الصناعي.
ضرب كويكب القمر بزاوية ضحلة قبل 4.3 مليار سنة
وكان من الممكن أن يصطدم كويكب آخر يبلغ قطره حوالي 260 كيلومترًا بالقمر في مسار مائل، بزاوية 30 درجة تقريبًا، وبسرعة 13 كيلومترًا في الثانية. أثناء الاصطدام، ينفصل الجزء العلوي من الجسم في عملية تسمى قطع الرأس، بينما يواصل قلبه الكثيف الحركة ويشوه السطح دون اختراقه بالكامل. يفسر هذا المسار بين الشمال والجنوب الشكل المطول والمستدق لحوض القطب الجنوبي-أيتكين، وهي ميزة لا يمكن أن تتكرر مع التأثيرات الرأسية أو التأثيرات في زوايا أخرى.
أدى الاصطدام إلى إزالة الصخور وقذفها من أعماق تزيد عن 90 كيلومترًا، مما أدى إلى إرسال بعض هذه المواد إلى الحافة الجنوبية للحوض. ويتراوح عمق الهيكل الناتج بين 6 و8 كيلومترات في نقاط مختلفة، مما يعزز نفسه باعتباره أقدم معلم محفوظ في النظام الشمسي.
اختبرت عمليات المحاكاة سيناريوهات تصادم متعددة
- الكويكب المتمايز ذو القلب الحديدي والوشاح الصخري يعيد إنتاج البنية القشرية المرصودة.
- ولدت التأثيرات عالية السرعة والزاوية اليمنى المزيد من الحفر الدائرية والعميقة للغاية.
- فقط المسار المائل هو الذي يفسر عدم التماثل والشكل المستدق للحوض.
- استغرقت العملية الكاملة لانهيار القشرة الأرضية وتدفقها حوالي ثلاث ساعات في النموذج.
قامت فرق البحث بتشغيل نماذج ثلاثية الأبعاد مع اختلافات في الحجم والسرعة وزاوية الجسم المصطدم. ساهم اللب المعدني للكويكب في حدوث تشوه غير متماثل دون تدمير القشرة المحلية بالكامل. تجمع النتائج بين بيانات التضاريس والجاذبية والتركيب التي حصلت عليها المركبات المدارية القمرية، مما يعزز دقة عمليات المحاكاة.
تجلب عينات الوشاح القمري إمكانات علمية غير مسبوقة
يخطط رواد الفضاء على متن أرتميس 3 والبعثات اللاحقة للهبوط في مناطق قريبة من القطب الجنوبي للقمر. وتشير عمليات المحاكاة إلى أن هذه المواقع تقع ضمن منطقة القذف لحوض القطب الجنوبي-أيتكين، مما يجعل من الممكن جمع المواد من الوشاح القمري. ويأمل العلماء أن تحتوي العينات على تركيبة فريدة من نوعها للجزء الداخلي من القمر، وهو نوع من الشظايا التي نادراً ما تصل إلى الأرض حتى اليوم.
ستساعد هذه المادة في فهم التمايز الداخلي للقمر وتطوره الحراري بعد تكوينه. ستوفر عينات من الوشاح القمري بيانات عن التكوين الأصلي للقمر الصناعي وتساعد في معايرة التسلسل الزمني للتأثيرات في النظام الشمسي المبكر. يؤدي تحديد العمر الدقيق للحوض إلى تحسين النماذج المتعلقة بالقصف العنيف المتأخر، وهي فترة حرجة في تاريخ النظام الشمسي المبكر.
يكتسب استكشاف القمر أهمية علمية إضافية
كان القطب الجنوبي للقمر بالفعل هدفًا ذا أولوية لمهمات أرتميس بسبب وجود الجليد في الحفر المظللة بشكل دائم، وهو مورد أساسي للقواعد البشرية المستقبلية. ومع هذا الاكتشاف، تتمتع المنطقة بإمكانيات استثنائية لدراسة الجزء الداخلي من القمر، مما يزيد بشكل كبير من القيمة العلمية للاستكشاف. سيتمكن رواد الفضاء من جمع الصخور والثرى أثناء السير خارج المركبة، مع تحديد التحليلات المعملية على الأرض للبصمات الكيميائية والنظائرية للوشاح.
يمكن للمدارات المستقبلية أن تحدد بمزيد من التفصيل توزيع المقذوفات عبر حوض القطب الجنوبي-أيتكين. إن الجمع بين البيانات التي تم جمعها في الموقع والملاحظات عن بعد سيعزز الاستنتاجات العلمية ويعزز فهم بدايات القمر والنظام الشمسي.