نظرة جديدة على البيانات من تجارب الزلازل التي تركها رواد فضاء أبولو على القمر أعطت الباحثين فهمًا أفضل للداخلية القمرية. يبدو أن قلب القمر يشبه إلى حد كبير قلب الأرض - مع نواة داخلية صلبة ونواة خارجية سائلة منصهرة - وحجمه يقع في منتصف التقديرات السابقة.
قال الدكتور رينيه ويبر ، عالِم الكواكب في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا ، "في حين تم الاستدلال على وجود قلب سائل سابقًا من القياسات الجيوفيزيائية الأخرى ، فقد قمنا بأول رصد زلزالي مباشر لجزء خارجي سائل". فريق الباحثين.
قامت تجربة Apollo Passive Seismic بقياس موجات الزلازل على القمر وتألفت من أربعة مقاييس زلازل تم نشرها على سطح القمر بالقرب أثناء مهمات Apollo بين عامي 1969 و 1972. سجلت الأجهزة باستمرار حركة أرضية حتى أواخر عام 1977. ولكن كان يُعتقد أن البيانات ضعيفة نوعًا ما بسبب قلة عدد المحطات ، وعدم مراقبة الأحداث البعيدة ، والتدخل من "زلازل القمر". نظرًا لأن هذه كانت القياسات المباشرة الوحيدة من القمر المتاحة ، اختلف باحثون مختلفون على الخصائص الرئيسية مثل نصف قطر اللب وتكوينه وحالته (أي ، سواء كانت صلبة أو منصهرة.)
قال إد جارنيرو ، الأستاذ في جامعة ولاية أريزونا وعضو فريق البحث: "إن أعمق قمر داخلي ، خاصة إذا كان له قلب أم لا ، كان نقطة عمياء لعلماء الزلازل". "كانت البيانات الزلزالية من بعثات أبولو القديمة صاخبة للغاية لتصوير القمر بكل ثقة."
أعادت ويبر وزملاؤها تحليل بيانات أبولو باستخدام طريقة تستخدم عادة لمعالجة البيانات الزلزالية على الأرض. تسمى معالجة الصفيف ، يتم تسجيل التسجيلات الزلزالية معًا أو "مكدسة" بطريقة خاصة ويتم دراستها معًا. تسمح التسجيلات المتعددة التي تمت معالجتها معًا للباحثين باستخراج إشارات ضعيفة جدًا. يمكن تحديد عمق الطبقات التي تعكس الطاقة الزلزالية ، مما يدل في النهاية على تكوين وحالة المادة في أعماق مختلفة.
يمكن أن تعزز هذه الطريقة الإشارات الزلزالية الباهتة التي يصعب اكتشافها عن طريق إضافة مخططات الزلازل معًا.
"إذا انخفضت طاقة الموجة الزلزالية وارتدت من بعض الواجهة العميقة عند عمق معين ، مثل حدود الوشاح الأساسي للقمر ، فيجب أن تكون إشارة" صدى "موجودة في جميع التسجيلات ، حتى إذا كانت تحت مستوى الضوضاء الخلفية ،" قال باتي لين ، مرشح ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية أريزونا وعضو آخر في الفريق. "ولكن عندما نضيف الإشارات معًا ، يصبح سعة الانعكاس الأساسي هذه مرئية ، مما يتيح لنا رسم خريطة القمر العميق".
وقال ويبر لمجلة الفضاء إن موجات القص لا تخترق المناطق السائلة. "لذا بينما لاحظنا انعكاسات الانضغاط من النواة الداخلية الصلبة ، لم نلاحظ (كما هو متوقع) انعكاسات القص من النواة الداخلية ، حيث أن تلك الطاقة تنعكس في طبقة النواة الخارجية."
تشير الدراسات الحديثة إلى أن القمر له قلب صغير نسبيًا غني بالحديد ، يتراوح حجمه بين حوالي 250 و 430 كم ، أو ما يقرب من 15 إلى 25 ٪ من متوسطه البالغ 1737.1 كم. وضعت القياسات الجديدة النواة أكبر قليلاً.
قال ويبر في رسالة بريد إلكتروني: "لقد وضعنا حدود الوشاح الأساسي في دائرة نصف قطرها 330 كيلومترًا ، أي ما يقرب من 19٪ من نصف قطر القمر المتوسط".
يحتوي القلب الغني بالحديد على كرة داخلية صلبة يبلغ نصف قطرها حوالي 240 كيلومترًا (150 ميلًا) ، وقشرة سوائل خارجية بسماكة 90 كم (55 ميلًا).
يشير البحث الجديد أيضًا إلى استنزاف الداخل المتطاير ، حيث يحتوي القلب القمري على نسبة صغيرة من العناصر الخفيفة مثل الكبريت ، على غرار العناصر الخفيفة في قلب الأرض - الكبريت والأكسجين وغيرها.
يبدو أن البيانات البالغة من العمر 30 عامًا المعاد تجديدها تؤكد النظرية الرائدة لكيفية تشكل القمر.
قال ويبر: "إن وجود طبقة ذائبة ونواة خارجية منصهرة يدعم نموذج التأثير الكبير المقبول على نطاق واسع لتكوين القمر ، والذي يتوقع أن القمر قد يكون في حالة منصهرة تمامًا".
