کشف ۲ ماده معدنی جدید در ماه

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از ساوت چاینا مورنینگ پست، پس از کشف مواد معدنی منحصربه‌فرد در نمونه‌های خاک ماه جمع‌آوری‌شده توسط ماموریت «چانگ‌ای ۵» (Chang'e ۵)، دانشمندان می‌توانند یک قدم به حل معمای چگونگی ظاهر فرسوده و گودال سطح ماه نزدیک‌تر شوند.

به گفته محققان مؤسسه ژئوشیمی در گوئیانگ، ترکیبات تیتانیوم، از جمله «تیتانیوم دی اکسید» (Ti۲O)، که هرگز در نمونه‌های طبیعی روی زمین دیده نشده است، بر روی سطح یک مهره شیشه‌ای کوچک که توسط فضاپیمای «چانگ‌ای ۵» چین در سال ۲۰۲۰ بازگردانده شد، یافت شد.

این تیم هفته گذشته در مجله نجوم نیچر (Nature Astronomy) نوشت، کانی‌ها احتمالاً در نتیجه تبخیر و رسوب شدید، انتقال گاز به جامد بدون عبور از فاز مایع، که توسط بمباران مداوم و قدرتمند ریزشهاب‌سنگ‌ها از فضا به وجود آمده‌اند.

محققان در بیانیه‌ای در وب‌سایت این مؤسسه نوشتند: برخورد‌های ریزشهاب‌سنگ‌ها نقش کلیدی در تغییر چشم‌انداز ماه بازی می‌کنند، اما چگونگی وقوع این دگرگونی‌ها در واقع مبهم باقی مانده است.

آنها نوشتند: مطالعه ما سرنخ‌های جدیدی از فرآیند‌های هوازدگی در ماه و همچنین سایر اجرام سیاره‌ای بدون هوا در منظومه شمسی، مانند عطارد و سیارک‌ها ارائه کرد.

محققان گفتند که «تیتانیوم دی اکسید» که در دو ساختار روی مهره قرار دارد، به هفتمین و هشتمین ماده معدنی کشف شده توسط بشر در ماه تبدیل شد. پنج مورد اول در ماموریت‌های آپولو ایالات متحده و ماموریت‌های لونا روسیه یافت شدند، در حالی که ششمین مورد توسط چین در سال ۲۰۲۲ و به کمک نمونه‌های «چانگ‌ای ۵» شناسایی شد.

تیتانیوم عنصری است که معمولاً در زمین و ماه یافت می‌شود. با این حال، فقط به عنوان یک اکسید در طبیعت وجود دارد. در شکل غالب خود، دی اکسید تیتانیوم (TiO۲)، هر اتم تیتانیوم به دو اتم اکسیژن متصل می‌شود تا یک ساختار پایدار و از نظر انرژی مطلوب ایجاد کند.

در این مطالعه، محققان ابتدا در مجموع ۲۵ مهره شیشه‌ای که ضخامت آنها ۰.۰۵ تا ۰.۴ میلی متر بود، از نمونه چانگ‌ای ۵ که از اداره ملی فضایی چین به دست آمده بود، جمع آوری کردند.

بر اساس این مقاله، آنها سپس از تکنیک‌های پیشرفته میکروسکوپ الکترونی عبوری برای بررسی مهره‌های شیشه‌ای استفاده کردند و یک دهانه برخوردی کوچک بر روی سطح یکی از مهره‌ها پیدا کردند.

در لبه دهانه، آنها سه ماده معدنی حاوی تیتانیوم، روتیل (TiO۲)، تریگونال Ti۲O و تری کلینیک Ti۲O را شناسایی کردند. دو مورد آخر ترکیب شیمیایی یکسانی دارند، اما ساختار‌های کریستالی متفاوتی دارند.

به گفته محققان، در حالی که دی اکسید تیتانیوم در طبیعت روی زمین وجود ندارد، در آزمایشگاه برای ساخت مواد لایه نازک فوتوکاتالیستی تهیه شده است.

این تیم در ادامه پیشنهاد کرد که ریزشهاب‌سنگ‌هایی که با سرعت بیش از ۲۰ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند، به سطح ماه برخورد کرده و به یک ماده معدنی رایج و مهم به نام ایلمنیت که حاوی آهن، تیتانیوم و اکسیژن است برخورد می‌کنند. به گفته آنها، این برخورد‌ها انرژی کافی برای ذوب شدن دانه‌های ایلمنیت، تبخیر و سپس رسوب مجدد آن در لبه دهانه برخوردی را ایجاد کرد.

به گفته محققان، چنین سناریویی توسط بروس هاپک، دانشمند سیاره‌شناس آمریکایی، پنج دهه پیش پیش‌بینی شده بود.

دستاورد این محققان توسط برنامه ملی تحقیق و توسعه کلیدی، برنامه اولویت استراتژیک آکادمی علوم چین و بنیاد ملی علوم طبیعی چین حمایت شد.