تبريد مطوّل ونفوق للغازات في زجاجيات الأبولو 17 البركانية على سطح القمر

لماذا يهم زجاج القمر

على القمر، تحوي الحبات الزجاجية الصغيرة الملونة أدلة على كيفية تشكل جارنا الأقرب، ومدة بقاء نشاطه البركاني، وحتى كيف ربما احتفظ مؤقتًا بغلاف جوي رقيق للغاية. تركز هذه الدراسة على الزجاج البركاني البرتقالي الذي جمعته مهمة أبولو 17 وتطرح سؤالاً بسيطًا لكنه عميق: كم من الوقت بقيت هذه الحبات ساخنة وتفقد الغازات بعد ثورانها؟ الجواب يعيد تشكيل رؤيتنا لانفجارات القمر وطريقة دورة الماء والغازات الأخرى على القمر الخالي من الهواء.

نافورات لهب على كوكب بلا هواء

بعكس بحار الحمم الواسعة التي تشكل «الماريا» القمرية المظلمة، تصرفت بعض الثورات القمرية أشبه بنافورات لهب عملاقة، تقذف رشقات من القطرات المنصهرة إلى الفضاء. ومع تبريد هذه القطرات تحولت إلى حبات زجاجية بألوان زاهية تعكس تركيبها الكيميائي والأعماق التي صعدت منها. وبما أنها تنشأ من أجزاء عميقة وأولية من غلاف القمر وتكون غنية بالعناصر سريعة التبخر، فإن هذه الحبات تُعد من أفضل السجلات الطبيعية لداخل القمر وإمداداته الخفية من الماء والغازات الأخرى.

كبسولات زمنية صغيرة لغازات محبوسة

عينة أبولو 17 المعروفة برقم 74220 ذات قيمة خاصة لأنها تحتوي على ثلاثة أنواع ذات صلة من المادة: حبات زجاجية مكشوفة تمامًا للفضاء، جيوب انصهار ضيقة محبوسة تمامًا داخل البلورات، و«تجاويف انصهار» شبه مفتوحة تربط الانصهار الداخلي بالخارج. الجيوب المحبوسة تمامًا تحافظ على الوفرة الأصلية للماء والفلور والكلور والكبريت قبل الثوران. وتظهر الجيوب شبه المفتوحة والحبات المكشوفة فقدانًا متزايدًا تدريجيًا لهذه الغازات. من خلال مقارنة الأنواع الثلاثة، أعاد المؤلفون بناء مقدار الغاز الذي فرّ، ومتى حدث ذلك. وجدوا أن الماء والكلور قد نُزعا بأكثر من 90٪ في العديد من الحبات، أكثر بكثير من الكبريت الذي ينتشر ببطء أكبر.

نفوق مفرط لا يتناسب مع رحلة قصيرة

افترضت أعمال سابقة أن معظم فقدان الغازات حدث أثناء «الطيران الحر» للقطرات بعد قذفها من الفوهة—في أقصى الأحوال لبضع دقائق قبل هبوطها. اختبر المؤلفون هذه الفكرة باستخدام نماذج مفصلة لكيفية انتشار الغازات خلال الزجاج الساخن وهروبها من السطح أثناء تبريد القطرات. ونمذَجوا أيضًا تجاويف الانصهار الطويلة بحجم نحو 300 ميكرومتر التي تقطع عبر بلورة واحدة، والتي ينبغي أن تحتفظ بسجل لسرعة تحرك الغازات عبرها. في كلتا الحالتين، تطلّب مطابقة الفقدان الشديد للماء والفلور والكلور والكبريت تبريدًا وانتشارًا على مدى آلاف الثواني—أطول بكثير من أي مسار طيران واقعي. وحتى الافتراضات السخية حول انتشار أسرع لم تكن كافية لخفض الأوقات المطلوبة إلى بضع دقائق.

خبز بطيء تحت غبار القمر

لحل هذا التباين، نظر المؤلفون فيما يحدث بعد هبوط الحبات. التربة القمرية رخوة للغاية وموصلة حرارية ضعيفة، لذا يمكن لغطاء سميك من الزجاج الساخن الممزوج بالغبار أن يعمل كعازل. تُظهر النماذج الحرارية أن الزجاج البرتقالي المدفون على عمق نحو 30 سنتيمترًا فقط تحت السطح يمكن أن يبقى قرب درجة حرارة «انتقال الزجاج»—ساخنًا بما يكفي لتحرك الذرات ببطء—لسنوات. عندما أضاف المؤلفون مرحلة ثالثة من الدفن الدافئ المطول إلى نماذجهم، وسمحوا للحبات والتجاويف بالبقاء قرب درجة الانتقال هذه لما يقارب ثلاث سنوات أو أكثر، تطابقت خسائر الغازات المتوقعة أخيرًا مع القياسات. في هذا المنظور، يحدث معظم النفوق ليس أثناء الطيران، بل خلال خبز بطيء طويل تحت السطح.

زفرة قمرية طويلة الأمد

تستنتج الدراسة أن رواسب الزجاج البرتقالي لأبولو 17 ظلت ساخنة واستمرت في تسريب غازات مثل الماء والكبريت والهالوجينات لسنوات بعد انتهاء نافورة اللهب البركانية. ومن المرجح أن الحبات المدفونة سابقًا بردت ببطء أكبر، مماغير نسيجها ودفع لمزيد من فقدان الغازات ولاحقًا «امتصاص» غازات من الطبقات المتراكمة فوقها. وهذا يعني أن الرواسب البركانية القمرية ليست مصادر غاز قصيرة الأمد بل مبعثات طويلة الأمد قد تساعد في دعم غلاف جوي محلي رقيق وتغذية المواد المتطايرة نحو مصائد البرد الدائمة في الظلال. باختصار، قد تكون نافورات اللهب القمرية قد تلاشت لتصبح زفرة مطوّلة شكلت كيمياء سطحه بهدوء طويلًا بعد انطفاء آخر شرارة.

الاستشهاد: Ni, P., Zhan, Y. Prolonged cooling and degassing of Apollo 17 volcanic glasses on the lunar surface. Nat Commun 17, 2291 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69087-8

الكلمات المفتاحية: بركانية القمر, حبات زجاج بركانية مفجّرة, نفوق المتطايرات, أبولو 17, غلاف القمر الجوي