קירור ממושך וניפוי גזים של הזגוגיות הוולקניות של אפולו 17 על פני הירח

מדוע זכוכית ירח חשובה

על הירח, גרגירי זכוכית צבעוניים זעירים מחזיקים רמזים לאופן היווצרותו של שכנו הקרוב, למשך הזמן שבו הוא נשאר פעיל וולקנית, ואף לאופן שבו ייתכן שנשא אטמוספירה דקיקה ברגעים מסוימים. המחקר הזה מתמקד בזכוכית הוולקנית הכתומה שנאספה על ידי אפולו 17 ושואל שאלה פשוטה אך מעמיקה: כמה זמן נשארו גרגירים אלה חמים ומדליפים גז לאחר ההתפרצות? התשובה מעצבת מחדש את תמונתנו על התפרצויות ירחיות ואת הדרכים שבהן מים וגזים אחרים מעגלים על הירח חסר האוויר.

מזרקות אש בעולם חסר אוויר

לא כמו הימים רחבי הידיים שיוצרים את ה"מריה" הכהים, חלק מההתפרצויות על הירח התנהגו יותר כמו מזרקות אש ענקיות, שפיזרו תזיות של טיפות מותכות לחלל. כשהטיפות האלה התקררו, הן הפכו לגרגרי זכוכית עם צבעים חדים המשקפים את הרכבן הכימי ואת העומק ממנו עלו. משום שהן מגיעות מאזורים עמוקים ופרימיטיביים מעטמת הירח ועשירות ביסודות שמתאדים בקלות, גרגירים אלה מהווים בין המתעדים הטבעיים הטובים ביותר של קרב הים הפנימי של הירח ומאגר המים והגזים החבוי שלו.

קפסולות זמן זעירות של גז כלוא

הדגימה של אפולו 17 הידועה כ-74220 יקרה במיוחד משום שהיא מכילה שלושה סוגים קשורים של חומר: גרגירי זכוכית חשופים לחלל, כיסי מותך צרים הכלואים לחלוטין בתוך גבישים, ו"התחבלויות מותך" חצי‑פתוחות שמחברות את המותך הפנימי החוצה. הכיסים הכלואים לחלוטין משמרים את השפע המקורי של מים, פלואור, כלור וחמצן לפני ההתפרצות. הכיסים החצי‑פתוחים והגרגירים החשופים מראים אובדן גזים הולך וגובר. על ידי השוואה בין שלושת אלה, המחברים משחזרים כמה גז נמלט ומתי. הם מגלים שמים וכלור הוסרו ביותר מ-90 אחוזים ברבים מהגרגירים, הרבה יותר מאשר גופרית, שמתפזרת לאט יותר.

יותר מדי ניפוי גזים לטיסה קצרה

עבודות קודמות הניחו שרוב אובדן הגז התרחש בזמן ה"טיסה החופשית" של הטיפות לאחר שהן נזרקו מהפתח—במרבית המקרים רק כמה דקות לפני שהן נחתו. המחברים בחנו רעיון זה באמצעות דגמים מפורטים של האופן שבו גזים מפזרים בתוך זכוכית חמה ונמלטים מפני השטח כאשר הטיפות מתקררות. הם גם דימו את התחבלות המותך הארוכה בקנה מידה של 300 מיקרומטר החותכת דרך גביש אחד, אשר אמורה לשמר תיעוד של קצב תנועת הגזים לאורך שלה. בשני המקרים, כדי להתאים לאובדן החמור של מים, פלואור, כלור וגופרית נדרשו קירור ופיזור במשך אלפי שניות—הרבה יותר מאשר כל נתיב טיסה ריאלי מאפשר. אפילו הנחות נדיבות לגבי פיזור מהיר יותר לא הורידו את הזמן הנדרש לכדי כמה דקות.

אפייה איטית מתחת לאבק הירחי

כדי לפתור את חוסר ההתאמה הזה, המחברים שקלו מה קורה אחרי שהגרגירים נוחתים. קרקע הירח נפוחה מאוד ומוליכת חום גרועה, כך ששכבת שמיכה עבה של זכוכית חמה מעורבת בעפר יכולה לשמש כמבודד. דגמי תרמיות מראים שזכוכית כתומה הקבורה רק כ-30 סנטימטר מתחת לפני השטח יכולה להישאר קרובה לטמפרטורת "מעבר לזכוכית" שלה—חמה מספיק כך שאטומים ינועו לאט—למשך שנים. כאשר המחברים הוסיפו לשילוש שלב של קבורה חמה וממושכת לדגמים שלהם, ואפשרו לגרגירים ולהתחבלויות להישאר קרובים לטמפרטורת המעבר הזו לכמה שנות אור או יותר, אובדני הגז החזויים התאימו סוף‑סוף למדידות. בנקודת מבט זו, רוב ניפוי הגז אינו מתרחש באמצע‑הטיסה, אלא במהלך אפייה איטית ומתמשכת מתחת לפני השטח.

נשימה ירחית ארוכת‑חיים

המחקר מסכם כי משקע הזכוכית הכתומה של אפולו 17 נשאר חם והמשיך לדלוף גזים כגון מים, גופרית והלוגנים למשך שנים לאחר שהמזרקה האש התפוגגה. גרגירים שקברו מוקדם יותר התקררו ככל הנראה לאט עוד יותר, ושינו את המרקמים שלהם והניעו אובדן גז נוסף ואחר‑כך "הכנסת גזים" מהשכבות העליונות. משמעות הדבר היא שמשקעים פירוקרסטיים ירחיים אינם מקורות גז רגעיים חד‑פעמיים אלא מפיצים מתמשכים שיכולים לסייע בשימור אטמוספירה מקומית דקה ולהזין חומר נדיף לכמוסות הקפואות בצללים הקבועים של הירח. בקיצור, מזרקות האש של הירח אולי ניתנו מקום לנשיפה ממושכת שעיצבה בשקט את הכימיה של פני השטח שלו זמן רב לאחר שהניצוצות האחרונים דעכו.

ציטוט: 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

מילות מפתח: וולקניזם ירחי, גרגירי זכוכית פירוקרסטיים, ניפוי גזים נדיפים, אפולו 17, אטמוספירה ירחית