ربما تكون الأرض قد زرعت القمر بعناصر داعمة للحياة

يقول العلماء إن المجال المغناطيسي للأرض ربما يكون قد قام بتوجيه جزيئات الغلاف الجوي إلى القمر لمليارات السنين. يمكن للتربة القمرية أن تحافظ على سجل لماضي الأرض مع توفير الموارد للمستكشفين المستقبليين.

اكتشف العلماء أن المجال المغناطيسي للأرض لعب على الأرجح دورًا رئيسيًا في نقل الجزيئات من غلافنا الجوي إلى القمر على مدى مليارات السنين.

قد يبدو القمر هامدًا ومغبرًا، لكن سطحه يمكن أن يحمل أكثر بكثير مما تراه العين. ولفترات طويلة من الزمن، من المحتمل أن تكون أجزاء صغيرة من الغلاف الجوي للأرض قد استقرت في تربة القمر. وقد تتضمن هذه الجسيمات مواد يمكن أن تساعد يومًا ما في دعم رواد الفضاء على سطح القمر. حتى وقت قريب، لم يفهم الباحثون بشكل كامل كيف يمكن للمواد من الأرض أن تنتقل لمثل هذه المسافة الكبيرة أو المدة التي استغرقتها هذه العملية.

دراسة جديدة من جامعة روتشستر، نشرت في اتصالات الطبيعة الأرض والبيئةيشير إلى أن المجال المغناطيسي للأرض يمكن أن يساعد جزيئات الغلاف الجوي على الهروب إلى الفضاء بدلاً من محاصرةها. وبمجرد أن ترفعها الرياح الشمسية، يمكن لهذه الجسيمات أن تتبع مسارات يشكلها المجال المغناطيسي. ونظرًا لوجود المجال المغناطيسي للأرض منذ مليارات السنين، فمن المحتمل أن هذا النقل البطيء قد حدث خلال معظم تاريخ القمر.

“من خلال الجمع بين البيانات من الجسيمات المحفوظة في التربة القمرية مع النمذجة الحسابية لكيفية تفاعل الرياح الشمسية مع الغلاف الجوي للأرض، يمكننا تتبع تاريخ الغلاف الجوي للأرض ومجالها المغناطيسي”، كما يقول إريك بلاكمان، الأستاذ في قسم الفيزياء وعلم الفلك والعالم المتميز في مختبر جامعة روتشستر لطاقة الليزر (LLE).

ويشير البحث إلى أن التربة القمرية قد تحافظ على سجل كيميائي طويل المدى للغلاف الجوي للأرض. وقد يحتوي أيضًا على مواد قد تكون مفيدة للأشخاص الذين سيعيشون ويعملون على القمر في نهاية المطاف.

الأدلة مخبأة في تربة القمر

العينات التي تم جمعها خلال ناساقدمت بعثات أبولو في السبعينيات أدلة حاسمة. ويظهر تحليل هذه العينات أن الطبقة السطحية للقمر، المعروفة باسم الثرى، تحتوي على مواد متطايرة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والهيليوم والأرجون والنيتروجين. ومن المعروف أن بعض هذه العناصر تأتي من الرياح الشمسية، وهي التدفق المستمر للجسيمات المشحونة التي تطلقها الشمس. ومع ذلك، فإن الكميات الموجودة في التربة القمرية، وخاصة النيتروجين، مرتفعة جدًا بحيث لا يمكن تفسيرها بالرياح الشمسية وحدها.

وفي عام 2005، اقترحت مجموعة بحثية من جامعة طوكيو أن بعض هذه المواد المتطايرة نشأت من الغلاف الجوي للأرض. واقترحوا أن هذا النقل لا يمكن أن يحدث إلا قبل أن تطور الأرض مجالًا مغناطيسيًا، على افتراض أن المجال المغناطيسي سيمنع جزيئات الغلاف الجوي من الهروب إلى الفضاء.

وخلص الباحثون في روتشستر إلى أن هذا الافتراض قد لا يكون صحيحا.

محاكاة نقل جسيمات الأرض إلى القمر

ولاختبار كيفية وصول جزيئات الغلاف الجوي إلى القمر، اعتمد فريق البحث على عمليات محاكاة حاسوبية متقدمة. ضمت المجموعة شوبونكار بارامانيك، وهو طالب دراسات عليا في قسم الفيزياء وعلم الفلك وزميل هورتون في LLE؛ جون تاردونو، أستاذ ويليام ر. كينان الابن في قسم علوم الأرض والبيئة؛ وجوناثان كارول نيلينباك، عالم حسابي في مركز الحوسبة البحثية المتكاملة وأستاذ مساعد في قسم الفيزياء وعلم الفلك.

فحصت عمليات المحاكاة حالتين مختلفتين. يمثل أحدهما نسخة مبكرة من الأرض بدون مجال مغناطيسي ورياح شمسية أقوى. أما الآخر فيعكس الأرض الحالية، بمجال مغناطيسي قوي ورياح شمسية أضعف. وأظهرت النتائج أن نقل الجسيمات إلى القمر كان أكثر كفاءة بكثير في ظل الظروف الحديثة.

في السيناريو الحديث، يمكن للرياح الشمسية أن تزيح الجسيمات المشحونة من الغلاف الجوي العلوي للأرض. تنتقل هذه الجسيمات بعد ذلك على طول خطوط المجال المغناطيسي، والتي يمتد بعضها إلى مسافة كافية في الفضاء لتتقاطع مع مدار القمر. على مدار مليارات السنين، سمحت هذه العملية الثابتة لكميات صغيرة من الغلاف الجوي للأرض بالتراكم على سطح القمر.

نافذة على تاريخ الأرض واستكشاف المستقبل

ونظرًا لأن هذا التبادل حدث على مدى فترات زمنية طويلة، فقد يحتفظ القمر بأرشيف كيميائي لماضي الغلاف الجوي للأرض. يمكن أن تساعد دراسة التربة القمرية العلماء على فهم أفضل لكيفية تطور مناخ الأرض والمحيطات والحياة على مر الزمن.

يشير النقل المستمر للجزيئات أيضًا إلى أن القمر قد يحتوي على موارد مفيدة أكثر مما كان يُعتقد من قبل. يمكن للعناصر المتطايرة مثل الماء والنيتروجين أن تدعم وجودًا بشريًا على المدى الطويل، مما يقلل الاعتماد على الإمدادات المرسلة من الأرض ويجعل استكشاف القمر أكثر عملية.

“قد يكون لدراستنا أيضًا آثار أوسع لفهم الهروب المبكر من الغلاف الجوي على كواكب مثل المريخ“، التي تفتقر إلى مجال مغناطيسي عالمي اليوم، ولكن كان لديها حقل مماثل للأرض في الماضي، إلى جانب جو محتمل أكثر سمكًا. “يقول بارامانيك: “من خلال دراسة تطور الكواكب جنبًا إلى جنب مع الهروب الجوي عبر العصور المختلفة، يمكننا الحصول على نظرة ثاقبة حول كيفية تشكيل هذه العمليات لقابلية الكوكب للسكن”.

المرجع: “حدث زرع أيونات الغلاف الجوي الأرضي في الثرى القمري القريب خلال تاريخ دينامو الأرض” بقلم شوبونكار بارامانيك، وإريك جي. بلاكمان، وجون أ. تاردونو، وجوناثان كارول-نيلينباك، 11 ديسمبر 2025، اتصالات الأرض والبيئة.
دوى: 10.1038/s43247-025-02960-4

تم تمويل هذا العمل جزئيًا من قبل وكالة ناسا والمؤسسة الوطنية للعلوم.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.