راز برخورد عظیم ماه در دانه ای میکروسکوپی کهن فاش شد

ذره‌ای را تصور کنید آن‌قدر کوچک که زیر نوک انگشت ناپدید می‌شود، اما خاطره ضربه‌ای کیهانی را در خود نگه داشته است. همین ذره، دانه‌ای از بادلییت که در دل یک شهاب‌سنگ قمری پنهان شده بود، اکنون به سرنخی تبدیل شده که به فصلی پرآشوب و تا پیش از این پنهان از تاریخ منظومه شمسی اشاره می‌کند.

این سنگ با نام شهاب‌سنگ شماره ۱۲۵۹۳ شمال‌غرب آفریقا به زمین رسید، تکه‌ای از ماه که در مالی پیدا شد و گروهی به سرپرستی کارولین کرو، دانشمند علوم سیاره‌ای در دانشگاه کلرادو بولدر، آن را بررسی کردند. در نگاه نخست، این نمونه شبیه بسیاری از سنگ‌های کوبیده‌شده بر اثر برخورد به نظر می‌رسد: یک برش، یعنی مجموعه‌ای آشفته از قطعات شکسته که با نیرویی خشن به هم جوش خورده‌اند. اما در میان همین آوار، ۲۱ دانه میکروسکوپی بادلییت پنهان بود. پژوهشگران در هفت مورد از آن‌ها زیرکونیای مکعبی یافتند، فازی بلوری که فقط در دماهای بسیار بالا، بالاتر از حدود ۲۳۷۰ درجه سانتی‌گراد، شکل می‌گیرد.

دانه‌های میکروسکوپی بادلییت از برخوردی عظیم با ماه در حدود ۳٫۴۸۶ میلیارد سال پیش خبر می‌دهند.

این گروه چگونه توانست زمان آن لحظه فوق‌العاده داغ را تعیین کند؟ بادلییت مقدارهای بسیار اندکی اورانیوم در خود داشت که با نرخ مشخصی به سرب واپاشی می‌کند. پژوهشگران با اندازه‌گیری میزان سرب، زمان جامد شدن این دانه‌ها را محاسبه کردند: حدود ۳٫۴۸۶ میلیارد سال پیش. این زمان تصادفی نیست. با نشانه‌های برخوردی حفظ‌شده در سنگ‌های باستانی استرالیا و آفریقای جنوبی هم‌زمانی دارد، از لکه‌های آوار مذاب گرفته تا کانی‌های دگرگون‌شده که سن آن‌ها به ۳٫۴۷ تا ۳٫۴۸ میلیارد سال پیش می‌رسد. همچنین با زنجیره‌ای از برخوردها همخوان است که در شهاب‌سنگ‌های سیارک وستا، بین حدود ۳٫۸۵ تا ۳٫۴۷ میلیارد سال پیش، ثبت شده‌اند.

نقشه‌ای از ماه که پراکندگی دهانه‌های برخوردی را نشان می‌دهد.

وقتی این قطعات را کنار هم بگذاریم، الگویی روشن می‌شود: بخش درونی منظومه شمسی شاید بسیار طولانی‌تر از بازه کلاسیک بمباران سنگین پایانی، یعنی ۴٫۱ تا ۳٫۸ میلیارد سال پیش، طوفانی باقی مانده باشد. به جای یک فصل منظم و بسته‌شده، به نظر می‌رسد بمباران‌های کیهانی به صورت دوره‌ای ادامه یافته‌اند و ضربه‌های سهمگین صدها میلیون سال بعد نیز از راه رسیده‌اند. به زبان ساده، بازی پین‌بال سیارک‌ها هنوز تمام نشده بود.

چرا این موضوع اهمیت دارد؟ چون این زمان با دوره‌ای سرنوشت‌ساز در زمین هم‌پوشانی دارد، زمانی که نخستین شکل‌های حیات سلولی در حال پا گرفتن بودند. برخوردهای بزرگ معمولا کاملا ویرانگر تصویر می‌شوند، و واقعیت این است که می‌توانند چنین باشند. اما همین برخوردها در پوسته شکاف ایجاد می‌کنند، گردش‌های گرمابی را به راه می‌اندازند و کانون‌های داغی می‌سازند که در آن‌ها شیمی جذاب‌تر و پیچیده‌تر می‌شود. پژوهش‌های تازه پیشنهاد می‌کنند سامانه‌های گرمابی ناشی از برخورد می‌توانسته‌اند گهواره‌هایی حاصلخیز برای حیات میکروبی باشند. اگر در زمان پیدایش حیات، ضربه‌های فاجعه‌بار هنوز پرتکرار بوده‌اند، این برخوردها شاید هم پیکرتراش زمین اولیه بوده‌اند و هم پرورشگاه حیات.

تصویربرداری پراش پس‌پراکندگی الکترونی از یکی از دانه‌های بادلییت. این روش برای تحلیل ساختار بلوری مواد به کار می‌رود.

البته موانع فنی هم وجود دارد. ماه مانند زمین دهانه‌ها را پاک نمی‌کند، اما سطح آن همچنان زخم‌هایی را روی زخم‌های قدیمی‌تر انباشته می‌سازد. جدا کردن رویدادهای هم‌پوشان شبیه خواندن دیوارنوشته‌هایی لایه‌لایه است: به نمونه‌های بسیار کوچک و خوب حفظ‌شده و کار آزمایشگاهی دقیق نیاز دارید. بادلییت دقیقا همین را فراهم کرد، یک دماسنج و ساعت مستقل با دمای بالا که از آشوب جان سالم به در برده و درباره یک لحظه شدید گرمایش در سطح ماه به روشنی سخن گفته است.

این شاهدان معدنی کوچک همچنین ما را وادار می‌کنند درباره روند تکامل سیاره‌های درونی دوباره فکر کنیم. اگر برخوردها مدت‌ها پس از شکل‌گیری حوضه‌های بزرگ همچنان به صورت پالس‌های دوره‌ای از راه می‌رسیدند، سطح سیاره‌ها، اقیانوس‌ها و زیست‌سپهر نوپا نیز هر از گاهی بازسازی می‌شدند. این کشف یادآوری می‌کند که تاریخ سیاره‌ای یک رویداد تک‌تیتر و ساده نیست، بلکه رشته‌ای از بازنویسی‌هاست؛ برخی آرام و ظریف، برخی خشن و ویرانگر.

دانشمندان این یافته‌ها را در نشریه «ژئولوژی» منتشر کردند و این کشف مسیر تازه‌ای برای بررسی پیوندهای برخوردی میان زمین، ماه و وستا می‌گشاید. اکنون جست‌وجو گسترده‌تر خواهد شد: در شهاب‌سنگ‌های قمری بیشتر، در سنگ‌های باستانی زمین و در آوار جهان‌های کوچک. گذشته در چیزهای بسیار ریز نوشته شده است. هنر اصلی، یافتن آن‌ها و آموختن خواندن چیزی است که از آن جان سالم به در برده‌اند.