مترجم: آرزو کیهان
گروه علم و فناوری

سال‌هاست که دانشمندان، میدان مغناطیسی زمین را به یک سپر دفاعی عظیم تشبیه می‌کنند؛ سپری نامرئی که سیاره ما را در برابر هجوم ذرات پرانرژی خورشید محافظت می‌کند و اجازه نمی‌دهد بادهای خورشیدی، جو زمین را به‌تدریج از بین ببرند. اما اکنون پژوهشی تازه نشان می‌دهد میدان مغناطیسی زمین علاوه بر محافظت، می تواند به‌عنوان پلی میان زمین و ماه، بخشی از ذرات جو زمین را به سوی قمر طبیعی‌مان هدایت ‌کند.

یک حافظه گمشده
نتیجه این پژوهش نشان می‌دهد بخشی از اتم‌ها و یون‌های جدا شده از جو زمین، با سفری حدود ۳۸۵ هزار کیلومتری، سرانجام در خاک ماه جای گرفته‌اند. اگر این فرضیه در آینده با بررسی نمونه‌های واقعی تأیید شود، می‌توان خاک ماه را آرشیوی ارزشمند از تاریخ چند میلیارد ساله جو زمین و همچنین داده‌هایی دانست که هیچ نشانی از آنها روی زمین باقی نمانده است.
پژوهشگران در این مطالعه با کمک شبیه‌سازی‌های سه‌بعدی پیشرفته، رفتار ذرات باردار و پلاسما را در میدان مغناطیسی زمین بررسی کردند تا پاسخ یکی از پرسش‌های قدیمی را بیابند و دریابند آیا ذراتی که از جو زمین فرار می‌کنند، می‌توانند خود را به خاک ماه برسانند؟ شبیه‌سازی‌ها با شرط فعال بودن میدان مغناطیسی زمین و شرایط مناسب قرار گرفتن زمین، خورشید و ماه، به این پرسش پاسخ مثبت دادند.
متوسط فاصله ماه از زمین حدود 385 هزار کیلومتر است و هرچند این فاصله ممکن است زیاد به نظر برسد، اما در مقیاس منظومه شمسی، زمین و ماه همسایه‌هایی بسیار نزدیک محسوب می‌شوند؛ همین نزدیکی باعث می‌شود ارتباط میان آنها بسیار بیشتر از چیزی باشد که تاکنون تصور می‌شد.
میدان مغناطیسی زمین بخشی به نام دنباله مغناطیسی دارد و زمانی شکل می‌گیرد که باد خورشیدی به زمین برخورد می‌کند. وقتی بادهای خورشیدی با لایه‌های بالایی جو زمین برخورد می‌کنند، بخشی از اتم‌ و یون‌های سبک از جو جدا می‌شوند. این ذرات پس از ورود به میدان مغناطیسی زمین، در امتداد دنباله مغناطیسی حرکت می‌کنند و در نهایت بخشی از آنها به سطح ماه می‌رسند.
این اولین‌بار نیست که چنین فرضیه‌ای مطرح می‌شود اما این پژوهش جدید با استفاده از مدل‌های رایانه‌ای بسیار دقیق‌تر، نشان می‌دهد این انتقال می‌تواند در مقیاسی بسیار گسترده‌تر و طی میلیاردها سال ادامه داشته باشد.
دانشمندان برای اطمینان از نتایج، دو دوره متفاوت از تاریخ زمین را با یکدیگر مقایسه کردند؛ زمین امروزی که دارای میدان مغناطیسی قدرتمندی است و زمین اولیه که احتمال می‌رود میدان مغناطیسی بسیار ضعیفی داشته یا حتی فاقد آن بوده باشد. نتیجه نشان داد انتقال گسترده ذرات جوی به ماه تنها زمانی انجام می‌شود که زمین از میدان مغناطیسی فعالی برخوردار باشد. در واقع همین میدان است که ذرات را در مسیر مشخصی هدایت می‌کند و آنها را تا نزدیکی ماه 
می‌رساند.
یافته‌هایی بر پایه
مدل‌سازی رایانه‌ای
شاید مهم‌ترین بخش این پژوهش، پیامدهای آن برای شناخت گذشته زمین باشد. سطح ماه با لایه‌ای از غبار، سنگ‌ریزه و قطعات خرد شده سنگ پوشیده شده که «رگولیت» (سنگ پوشه) نام دارد. این لایه در طول میلیاردها سال بر اثر برخورد شهاب‌سنگ‌ها و فرآیندهای طبیعی شکل گرفته و مانند یک آرشیو طبیعی، آثار رویدادهای گذشته را در خود حفظ کرده است. پژوهشگران معتقدند اگر ذرات جوی زمین واقعاً طی میلیاردها سال وارد رگولیت ماه شده باشند، لایه‌های مختلف این خاک می‌توانند اطلاعات ارزشمندی درباره ترکیب جو زمین در دوره‌های بسیار قدیمی در اختیار دانشمندان قرار دهند؛ دوره‌هایی که به دلیل فعالیت‌های زمین‌شناسی، فرسایش، آتشفشان‌ها و حرکت صفحات قاره‌ای، بسیاری از شواهد آنها روی زمین از بین رفته است.
نویسندگان این پژوهش البته تأکید می‌کنند که یافته‌های آنها بر پایه مدل‌سازی رایانه‌ای است و هنوز نمی‌توان با قطعیت گفت نمونه‌های واقعی خاک ماه حاوی مقادیر قابل‌توجهی از ذرات جوی زمین است. هر چند بررسی‌های شیمیایی قبلی نشان داده مقدار نیتروژن و برخی گازهای نجیب (گازهای بی‌بو، بی‌رنگ و بی‌مزه) موجود در رگولیت ماه تنها با بادهای خورشیدی قابل توضیح نیست و احتمال وجود یک منبع زمینی، کاملاً منطقی به نظر می‌رسد.
در صورتی که در مأموریت‌های آینده ماه بتوانند این فرضیه را با نمونه‌برداری مستقیم تأیید کنند، فصل تازه‌ای در علوم سیاره‌ای گشوده خواهد شد. در آن صورت، پایگاه‌های انسانی آینده روی ماه تنها محل سکونت یا آزمایشگاه‌های فضایی نخواهند بود، بلکه به مراکز مطالعه تاریخ زمین نیز تبدیل می‌شوند.
منبع: space.com