تطور مثير في مجال استكشاف الفضاء.. خرزات زجاجية موجودة تحت سطح القمر تحبس كميات هائلة من المياه

د. طارق قابيل

كان يُعتقد منذ زمن أن القمر يتسم بالجفاف، لكن مهمات كثيرة أُنجزت على مدى العقود القليلة الفائتة، توصلت إلى أن المياه موجودة على القمر، سواء كانت فوق سطحه أو داخل معادنه، وحاليا نعلم بوجود ماء على سطح القمر، ولكن تظل هناك أسئلة حول كيفية تحركه، ومكان تخزينه.

في دراسة جديدة، أعلن مجموعة من العلماء الصينين توصلهم لاكتشاف مياه داخل حبيبات زجاجية متناثرة على سطح القمر، مشيرين إلى أن “علماء المستقبل” قد يجمعون هذه الحبيبات يوماً ما لدراستها.

وحدد العلماء تراكيب شبيهة بالخرزات الزجاجية الصغيرة في تربة القمر كأماكن محتملة يمكن أن يختبئ فيها الماء، وربما تحتوي على ما يصل إلى 270 تريليون كيلوغرام من الماء.

وقد يوفر هذا الخزان الواسع من المياه فرصة لاستعمار القمر والعيش على سطح القمر لفترات طويلة.

تفحص هذه الدراسة المياه الموجودة في الخرزات الزجاجية الصغيرة المأخوذة من عينات التربة القمرية، والتي ووجد العلماء أنها تحتوي على كميات كبيرة من الماء تصل إلى 0.5٪ من الوزن.

ويُعتقد أن الماء يأتي من بروتونات الرياح الشمسية التي تراكمت على السطح وانتشرت في الخرزات.

وفقًا للبحث المنشور في مجلة “نيتشر جيوساينس” (Nature Geoscience)، توجد جزيئات الماء بتركيزات تتراوح من 100 إلى 412 جزءًا في المليون. ويبدو أن الماء محاصر بين حبيبات الصخور، بدلاً من التدفق بحرية.

تشير التقديرات إلى أنه يمكن أن يكون هناك ما يصل إلى 40 ألف كيلومتر مربع من هذه المنطقة “الأكثر رطوبة” على القمر.

وفي حين أن هذا قد يبدو وكأنه كمية صغيرة، إلا أنه لا يزال مهمًا لأنه يشير إلى إمكانية توزيع المياه عبر سطح القمر، بدلاً من أن يقتصر على المناطق القطبية كما كان يُعتقد سابقًا.

أظهر الماء أيضًا تدرجات تركيز من السطح إلى داخل الحبيبات، مما يدعم فرضية الانتشار. وتشير النمذجة إلى أن الماء قد يكون قد انتشر في الخرزات في أطر زمنية تقل عن 15 عامًا عند درجات حرارة سطح القمر. ويشير هذا إلى أنه يمكن إعادة شحن الحبيبات بسرعة بالماء، مما يحافظ على دورة المياه القمرية.

يمكن أن يحتوي الخرز الزجاجي على سطح القمر على كميات كبيرة من المياه المشتقة من الرياح الشمسية، ويشير الانتشار السريع والوفرة الكبيرة له إلى أنه يمكن أن يكونا خزانًا رئيسيًا يحافظ على دورة المياه القمرية.

ويمكن أن تمثل وفرة الخرز الزجاجي في التربة القمرية خزانًا مائيًا كبيرًا من الماء على القمر. وهذا يدل على أن الخرزات هي خزانات مائية مهمة، ليس فقط على القمر ولكن على الأجسام الفضائية الأخرى الخالية من الهواء.

 

آثار مهمة لاستكشاف القمر في المستقبل

بشكل عام، يعد اكتشاف الماء على القمر تطورًا مثيرًا في مجال استكشاف الفضاء، ويمكن أن يؤدي إلى اكتشافات وفرص جديدة في المستقبل.

وقد يكون اكتشاف المزيد من المياه على سطح القمر مهمًا للاستكشاف البشري في المستقبل وحتى الاستيطان.

ولاكتشاف الماء على القمر آثار مهمة على استكشاف الفضاء في المستقبل، يمكن استخدام الماء من قبل رواد الفضاء حيث يمكن استخدامه كمورد للمستوطنات البشرية أو كمصدر وقود للمركبات الفضائية.

ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتأكيد وفهم النتائج ولتحديد التوزيع الدقيق وتوافر المياه على القمر، وقد تكون هناك حاجة إلى مهمات قمرية مستقبلية لإثبات وجود الماء بشكل قاطع.

هذه الدراسة لها بعض الآثار المهمة لاستكشاف القمر في المستقبل، فهي تشير إلى أنه قد تكون هناك كميات كبيرة من الماء على القمر يسهل الوصول إليها أكثر مما كان يعتقد سابقًا، وتوجد الخرزات في جميع أنحاء التربة القمرية.

ويُعتقد أن يكون هذا مصدرًا واعدًا للاستكشاف البشري في المستقبل.

ويمكن استخدام الماء الموجود في الخرزات الزجاجية المائية الصغيرة كمياه للشرب أو تحويلها إلى وقود الصواريخ (الهيدروجين والأكسجين).

ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من العمل لتحديد كيفية استخراج المياه وتنقيتها.

كما يسلط هذا الاكتشاف الضوء على مقدار ما لا يزال يتعين علينا معرفته حول مدى توفر الموارد على القمر والأجسام الأخرى الخالية من الهواء.

ويجب أن تقوم البعثات المستقبلية بدراسة المياه في الخرزات الزجاجية المائية المؤثرة والخزانات المحتملة الأخرى.

يمكن أن يؤدي الفهم الأكثر اكتمالًا للموارد إلى تمكين استكشافات واسعة النطاق على المدى الطويل والعيش على القمر، كما يمكن تطبيق تقنيات تحليل تأثير الخرزات الزجاجية المائية والمياه التي تحتويها على العينات التي يتم إرجاعها من أجسام أخرى خالية من الهواء مثل الكويكبات أو أقمار المريخ.

وهذا يمكن أن يكشف عن إمكانية توافر الموارد لتلك الهيئات الأخرى ويساعد بعثات مستقبلية محتملة لها.

بشكل عام، تقدم هذه الدراسة منظورًا جديدًا ومثيرًا للموارد المائية التي يمكن أن تكون موجودة على القمر والأجسام الأخرى الخالية من الهواء.

ويجب أن يعتمد الاستكشاف والبحث في المستقبل عن الموارد على هذه النتائج، والسعي إلى فهم خزانات المياه هذه وتوصيفها والوصول إليها بشكل أفضل.

هذه النتائج لها آثار على فهم الاستخدام المحتمل للمياه على القمر وعلى الأجسام الأخرى الخالية من الهواء.

ومع رؤى إضافية، يمكن أن تلعب الخرزات الزجاجية المائية دورًا مهمًا في جعل السكن على القمر على المدى الطويل حقيقة واقعة.

ما هي الخطوات التالية المحتملة؟

تتضمن بعض الخطوات التالية المحتملة لدراسة الماء في الخرزات الزجاجية المائية القمرية ما يلي:

• مزيد من تحليل العينات من البعثات القمرية الأخرى لتحديد كمية وتوزيع المياه في الخرزات بشكل أفضل.

ويمكن أن تساعد القياسات الأكثر تفصيلاً في تحديد إجمالي خزان المياه التي تمثله.

• إجراء التجارب المعملية لتحديد أفضل الطرق لاستخراج وتنقية المياه من حبات الزجاج الصدمية.

إذا كان من الممكن استخدام الماء بسهولة، فسيؤدي ذلك إلى زيادة القيمة المحتملة للخرز كمورد دائم للمياه.

• إرسال بعثات قمرية مستقبلية تهدف تحديدًا إلى دراسة الموارد المائية. على سبيل المثال، يمكن للبعثة أن تحلل الماء في حبات الزجاج المؤثرة بشكل مباشر أو تجري تجارب لاستخراج/تنقية المياه.

ويمكن أن يجمع هذا معلومات حيوية لتمكين استخدام المياه في البعثات المستقبلية أو القواعد القمرية.

• مقارنة النتائج القمرية بتحليل تأثير الخرزات الزجاجية المائية من أجسام أخرى خالية من الهواء.

ويمكن للبعثات إلى الكويكبات أو أقمار المريخ أن تأخذ عينات والبحث عن الماء لتحديد مدى انتشار هذا المورد في كل مكان.

• يمكن تطبيق تقنيات تحليل مماثلة، ويمكن أن تكشف النتائج عن خزانات محتملة أخرى للمياه التي يمكن الوصول إليها بسهولة في النظام الشمسي.

بشكل عام، يمكن أن توفر دراسة أكثر تفصيلاً للمياه في الخرزات الزجاجية المائية ذات التأثير القمري معلومات مهمة لتمكين استخدامها المحتمل كمورد.

ويمكن أن يساعد الجمع بين التحليل المستمر للعينات والتجارب المعملية والبعثات المستقبلية إلى القمر والأجسام الأخرى في تحقيق وعد هذا الاكتشاف.

رابط الدراسة:
https://www.nature.com/articles/s41561-023-01159-6