تكشف بيانات الرادار القمري من مهمة Chang’e 3 الصينية عن أدلة جديدة لماضي القمر القديم

تشكل سطح القمر المترب – غير القابل للتدمير في صور آثار أقدام رواد فضاء أبولو – نتيجة لتأثيرات الكويكبات والبيئة القاسية لتكسير الصخور في الفضاء لملايين السنين. يقول العلماء إن طبقة قديمة من هذه المادة ، مغطاة أحيانًا بالانفجارات البركانية وتدفن الآن تحت سطح القمر ، يمكن أن توفر رؤى جديدة للماضي العميق للقمر.

قال تايوان شو ، الأستاذ المساعد في الجيوفيزياء في ولاية بنسلفانيا: “باستخدام المعالجة الدقيقة للبيانات ، اكتشفنا دليلًا جديدًا مثيرًا للاهتمام على أن هذه الطبقة المدفونة ، المسماة paleoregolith ، قد تكون أكثر سمكًا مما كان يعتقد سابقًا”. “ظلت هذه الطبقات سليمة منذ تشكلها ، وقد تكون سجلات مهمة لتحديد تأثير الكويكب المبكر والتاريخ البركاني القمري.”

تم تصوير Chang 3 ، أول هبوط على سطح القمر في الصين ، بواسطة مركبة Yudu الجوالة. الائتمان: إدارة الفضاء الوطنية الصينية

أجرى الفريق بقيادة Xu تحليلًا جديدًا لبيانات الرادار التي جمعتها بعثة Chang’e3 الصينية في عام 2013 ، والتي قامت بأول قياسات رادار أرضي مباشرة على القمر.

حدد الباحثون طبقة باليوريجوليتية بسمك يتراوح بين 16 و 30 قدمًا بين طبقتين من الصخور البركانية يُعتقد أن عمرها يتراوح بين 2.3 و 3.6 مليار سنة. قال العلماء إن النتائج تظهر أن الباليوريغوليثيات تكونت أسرع بكثير من التقديرات السابقة البالغة 6.5 قدمًا لكل مليار سنة.

كان القمر يتمتع بالنشاط البركاني طوال تاريخه ، حيث وضع الصخور البركانية على السطح. قال العلماء إن الصخور ستتفتت بمرور الوقت إلى غبار وأوساخ تعرف باسم الثرى مع تأثيرات الكويكبات المتكررة وطقس الفضاء ، ولن يتم دفنها إلا بفعل الانفجارات البركانية المتتالية.

قال شو: “يحصي علماء القمر الحفر على القمر ويستخدمون نماذج حاسوبية لتحديد معدل إنتاج الثرى”. “تشكل اكتشافاتنا حاجزًا أمام ما حدث قبل ملياري إلى ثلاثة مليارات سنة. هذه هي المساهمة الفريدة لهذا العمل.

درست الدراسات السابقة البيانات التي تم الحصول عليها عندما أرسلت المركبة الجوالة Yudu نبضات كهرومغناطيسية تحت الأرض إلى القمر ، وسمعت أصداءها. قال شو إن فريقه أنشأ تدفقًا لمعالجة البيانات من أربع خطوات لتحسين الإشارة وقمع الضوضاء في البيانات.

لاحظ العلماء تغيرات في القطبية حيث تنتقل النبضات الكهرومغناطيسية لأسفل عبر الصخور البركانية الكثيفة والباليوريجوليت ، مما يسمح للمجموعة بالتمييز بين الطبقات المختلفة.

موقع هبوط تقريبي لمركبة الهبوط الصينية Chang’e-3. تم إطلاقه في 1 ديسمبر 2013 الساعة 17:30 بالتوقيت العالمي المنسق ووصل إلى سطح القمر في 14 ديسمبر 2013. إحداثيات القمر: 44.12 شمالاً 19.51 غرباً. تم التخطيط لإنشاء فوهة بقطر 249 كم (155 ميل) مليئة بجيوب الحمم البركانية. تم الهبوط الفعلي في Mare Imbrium. الائتمان: ناسا

قال شو: “تقدم ورقتنا في الواقع أول دليل جيوفيزيائي يرى أن هذا الخلوص الكهرومغناطيسي قد تم تحويله من قيمة صغيرة من الباليوريجولايت إلى قيمة كبيرة للتدفقات البركانية”. “وجدنا هذا التغيير القطبي في البيانات وقمنا بإنشاء صورة جيوفيزيائية مفصلة للأرض حتى عمق بضع مئات من الأمتار.”

نتائج النشاط النيزكي المرتفع في النظام الشمسي خلال هذه الفترة منذ مليارات السنين ، وفقًا للفريق ، تم الإبلاغ مؤخرًا عن النتائج التي توصلوا إليها في المجلة. رسائل البحث الجيوفيزيائي.

قال شو إنه يمكن استخدام أدوات معالجة البيانات لتفسير البيانات المماثلة التي تم جمعها خلال المهمات المستقبلية إلى القمر ، يوم الثلاثاء أو في أي مكان آخر في النظام الشمسي. يعمل فريقه الآن باستخدام تقنية التعلم الآلي لمواصلة تطوير الابتكارات.

قال شو: “أود أن أقول إننا استخدمنا تقنيات معالجة البيانات التقليدية ، لكننا نظرنا إلى البيانات بعناية شديدة وصممنا تدفقات العمل المناسبة لمثل هذه البيانات القمرية لأنها بيئة مختلفة تمامًا عن بيئة الأرض”. “هنا في Ben State ، قمنا بالفعل بإنشاء مهام سير العمل هذه ككود مفتوح المصدر للزملاء.”

ملاحظة: “الطبقة الحجرية القديمة شديدة السُمك التي تم الكشف عنها بواسطة الرادار المخترق للقمر: التأثير على تكوين الثرى السريع بين 3.6 و 2.35 كيلو أمبير” رسائل البحث الجيوفيزيائي.
دوى: 10.1029 / 2021GL095282

ساهم الأستاذان Jinhai Zhang و Yangting Lin من الأكاديمية الصينية للعلوم في هذا البحث.