המשך הסקירה באשר לגיאולוגיה ותכונות הירח
ירח כדור הארץ סיכום ממצאים חלק 1
ירח כדור הארץ – סיכום ממצאים חלק 2
מפולות סלעים
לפחות בשני מקומות זוהו מפולות סלעים. מקום אחד הוא ב- Apennine Bench (1) . זהו האזור היחיד ב- Mare Imbrium לא הוצף על ידי זרמי לבה של ה- mare. בדיקה בחזית של הרי האפנינים בסמוך למכתש Conon מראה מסות גדולות שהתמוטטו כמפולות סלעים שעה שהרי האפנינים הורמו מעל פני הקרקע. בנוסף לתבליט זה מצוי תבליט קטן של סלעים מעל זרמי הלבה במרחק 25 קילומטר מהסלעים החלקים הצפוניים והמזרחיים של הרי האפנינים. רכסים אלה הם קרוב לוודאי הקצה העליון של מורדות תלולים של טרסות, דומים לאלה המצויים במכתש קופרניקוס ובמכתשים אחרים. כל הגושים האלה הידרדרו מטה מהשפה של Mare Imbrium. דרדרת של סלעים מוצאים גם באגן Orientle.
עד לשיגורן של החללית LRO והחללית היפנית Kaguya לא היה ידוע שום דבר לגבי המדרונות של מכתשים בקטבים. כך למשל התברר כי הנטייה של המדרונות במכתש Shockleton היא בשיעור ° 36 . שיפוע זה הוא שגרם למפולות (2).
ניאון בקרקע הירח
אחת ההפתעות החשובות ביותר בחקר הירח היא הימצאותם של איזוטופים של יסודות שונים בקרקע כמו זה של ניאון שמקורו בשמש. בבדיקת מדגמי קרקע שהובאו על ידי טייסי אפולו נמצאו שני איזוטופים של ניאון Ne20 ו- Ne22. מקורו של איזוטופ ניאון אחד הוא ברוח השמש ומקורו של איזוטופ הניאון השני הוא בחלקיקים עתירי אנרגיה מהשמש מאחר ונמצאו עמוק יותר בגרגרים שבמדגמי הקרקע שהובאו. מה שהפתיע במיוחד את החוקרים הוא הכמות היחסית הגדולה של הניאון הכבד בהשוואה לשטפים סולריים כיום, מה שמעיד שפעילות השמש בעבר היתה גדולה יותר.
בניסיון להתמודד עם הנחה זו, הוצב בחללית ה- Genesis גוש מתכת זכוכיתי (glass metallic) שסונתז במיוחד לצורך זה. הגוש נחשף לרוח השמש למשך 27 חודשים.. יתרונו של חומר זה הוא שעם החזרתו לכדור הארץ ניתן לחרות בו באמצעות אדים של חומצת חנקן (nitric acid). באמצעות הליך זה אפשר לנתח אותו במעבדה. הממצאים היו מפתיעים. איזוטופי הניאון נצפו מיידית. ככל שהחריתה היתה עמוקה יותר בתוך הגרגרים התברר כי הם זהים לדגימות שהובאו על ידי טייסי אפולו. היו רק שני הבדלים בין הגרגרים של ה-
Genesis לגרגרים של דגימות אפולו. ההבדל הראשון הוא שהגרגרים ב-Genesis לא מכילים כמויות של ניאון שניתן לחשוף כאשר נוצרו על ידי קרינה קוסמית מכיון שלא נמצא ריכוז משמעותי שלהם במהלך 27 חודשי הניסיון. ההבדל השני הוא שהתכווצות של גז על המתכת הזגוגיתית הראתה איזוטופים של ניאון שלא נמצאו בדגימות הירח. ממצא זה הוביל למסקנה שונה ממה שציפו. על פי ממצאים אלה, בליית חלל וארוזיה במהלך תקופות גיאולוגיות צמצמו את כמויות הניאון על פני השטח של כל הדגימות שהובאו מהירח. מסקנת החוקרים היתה שחלקיקים עתירי אנרגיה לא קיימים בדגימות שהובאו מהירח. איזוטופים שלNe22 מצויים עמוק יותר בקרקע הירח מאשר איזוטופי Ne20 וכי אין שום עדות להעצמתם של חלקיקים עתירי אנרגיה במשך מיליארדי שנים בהשוואה לימינו (3).
תקופות גיאולוגיות
הדרך המקובלת לקביעת גילים גיאולוגיים היא שימוש בסטרטיגרפיה. על פי הנחת היסוד של גישה זו, אם רואים מספר שכבות בסלע אחת על גבי השניה, אזי השכבה התחתית ביותר היא העתיקה ביותר. עם העלייה בשכבות מלמטה למעלה אפשר לקבוע את סדר התקופות, איזו תקופה קדמה לתקופה אחרת. הגיל הוא גיל יחסי מבחינת סדר הופעת השכבות. קביעת הגיל המוחלטת, מתי נוצרה שכבה זו או אחרת נעשית באמצעות מאובנים המצויים בשכבות אלה ובעזרת טכניקות מדידה רדיואקטיביות. אם לנקוט בלשון מתומצתת השכבות הן תוצר לתהליכים ארוזיביים, הסעת חומר על ידי מים ורוחות למקומות אחרים מקום היווצרותם והשקעתם (deposition). אלה תהליכים שנמשכים מיליוני שנים. שיטות מדידה אלה טובות לכוכבי לכת ולירחים בעלי אטמוספירות. והיה ומוצאים כוכב לכת שיש בו שכבות כמו שאנו מכירים על כדור הארץ ואין לו אטמוספירה, המסקנה המתבקשת היא שבעבר היתה לו כן אטמוספירה וכי יש לבדוק מתי זה היה.
בגופים שאין ולא היתה להם אטמוספירה שיטת עבודה זו לא רלבנטית. יש לחפש שיטות אחרות שהרי אין להם שכבות. שיטה מקובלת היא בדיקת מכתשים, באם ישנם, כמו אלה המצויים על הירח. אם למשל רואים מכתש ובתוכו מכתש אפשר לדעת מי ממכתשים אלה קדם למי. כך גם לגבי מכתשים שאחת הדפנות שלהם חתוכה על ידי מכתש אחר. עמנואל מזור (4) מציג 7 תקופות גיאולוגיות והשמות בהם הוא משתמש אלה שמות של מכתשים ואגנים ירחיים ואלה התקופות:
1. התקופה הפרה אימברית- התקופה שלפני היווצרות האגנים. אגן Imbrium הוא אחד מהם. כאן מצויים כל האזורים המוגבהים ובעלי צבע בהיר.
2. התקופה האפנינית-אלה האגנים הגדולים וההרים שמסביב לאזורים המוגבהים.
3. התקופה הארכימדית- לתקופה זו שייכים כל המכתשים המצויים ברצפתם של האגנים הגדולים.
4 . התקופה הפרוצלרית- בתקופה זו האגנים הגדולים מולאו בזרמי לבה שבאו מעומקו של הירח והתוצאה היא אגנים שרצפתם היא ישרה. עם זאת יש להביא בחשבון שימצאו מכתשים בתוך מכתשים שכוסו על ידי זרמי לבה ומכתשים שהדפנות שלהם כוסו בחלקם על ידי זרמי הלבה. כאן הקביעה הסטרטיגרפית חייבת להיות זהירה ביותר (הערת הכותב-חיים מזר).
5. התקופה הארטוסתנית- תקופה זו נקראת על שמו של מכתש אראטוסתנס שיוצאות ממנו קרניים המכסות את הרי האפנינים וחלק מחומר המילוי הפרוצלארי של אגן Imbrium. המסקנה היא שמכתש אראטוסטנס צעיר יותר.
6. התקופה הקופרניקית- תקופה שבה נוצרו המכתשים המקרינים חומרים בהירים המכסים כל מה שקדם להם.
7 התקופה הפוסט קופרניקית- תקופה בה מכתשים מכסים חלק מהקרניים של התקופה הקופרניקית.
הנחת היסוד של חלוקה סטריטגרפית זו היא שמאז היווצרותו, הירח הופצץ על ידי אסטרואידים ומטאוריטים בגדלים שונים. מכיון שעל כדור הארץ לא נמצאו שרידים למכתשי ענק כפי שצוין קודם לכן. הנחה זו היא בעייתית. אם להתייחס לפגיעת אסטרואידים, הרי שמקורם הוא ברצועת האסטרואידים. אם נקבל את ההנחה שבעבר במרחב שבין צדק למאדים היה כוכב לכת ואשר מסיבות לא ברורות התפוצץ, ההפצצות של הירח וגופים אחרים במערכת השמש נמשכו זמן קצר (5), אזי החלוקה הסטריגרפית המוצגת על ידי עמנואל מזור ,גם אם היא נכונה תקפה רק לגבי תקופת ההפגזה על ידי האסטרואידים. מה היה לפני כן ומה היה אחרי כן דורש התייחסות בפני עצמה.
אחד הצילומים החשובים ביותר מבחינה סטרטיגרפית שנעשו על ידי טייסי אפולו 15 הוא זה שמספרו הקטלוגי AS15-89-12157 שנעשה בקצה המזרחי שלHadly Rille . רואים מקטע חשוף של שכבה המזכירה מאוד שכבות אופקיות המוכרות על כדור הארץ (6). תצלום זה הגם שהוא יחיד מסוגו מעלה תהיות באשר לחלוקה הסטרטיגרפית המקובלת של הירח. והיה וימצאו בטיסות עתידיות מאוישות או לא מאוישות תופעות דומות, יהיה צורך לחשוב על חלוקה סטריגרפית אחרת. קיומה של שכבה אופקית זו ואולי של שכבות נוספות יכולה לעורר מחשבה נוספת, הגם שהיא בעלת אופי ספקוטלטיבי. יתכן שבעבר היתה לירח אטמוספירה משלו. מה שיכול לתמוך בהשערה זו הוא טיטן ירחו של שבתאי. לטיטן כוח משיכה שווה לזה של הירח- 1/6 מזה של כדור הארץ והוא מחזיק אטמוספירה שצפיפותה היא 1.6 מזו של כדור הארץ. אפשרות שהוזכרה קודם לכן היא שבעבר הירח היה מרוחק יותר מהשמש מאשר כיום. באותה תקופה היתה לו אטמוספירה משלו. מסיבה כל שהיא הוא ניתק ממסלולו והחל מתקרב לעבר השמש עד שנלכד על ידי כוח המשיכה של כדור הארץ ונכנס למסלול סביבו. במהלך מסע זה הוא החל להתחמם ואט אט איבד את האטמוספירה (השערת הכותב-חיים מזר). עדות תומכת לבריחת אטמוספירה או הידלדלותה היא המקרה של המאדים. אמנם למאדים אטמוספירה דלילה מאוד ,צפיפותה היא רק 1% מזו של כדור הארץ, אך כל הסימנים מעידים על כך שבעבר היא היתה צפופה יותר ולחץ אטמוספרי גבוה מזה של היום.
סלעים
סלע נפוץ על הירח הוא הברקציה (תלכיד של שברי סלעים מזוותים). על הירח ועל כדור הארץ לסלעים ממין זה יש שני מקורות. מקור אחד הוא שברי סלעים שעברו הסעה קצרה לפני התלכדותם לגוש אחד. מוצאים אותם במרגלות של מצוקים. המקור השני הוא שברים של סלעים געשיים. רסק של סלעים שנזרק לאוויר בזמן התפרצות געשית וצבר של גושים כאלה יוצר ברקציה (7). על הירח ברקציות נוצרות בעקבות לחצים מסיביים ביותר וטמפרטורות גבוהות הנוצרים בעקבות פגיעת אסטרואידים ומטאוריטים. הסלעים שהיו קודם לפגיעה ואלה שנוצרים בעקבות הפגיעה מתלכדים יחד. המינרלים הנפוצים בסלעי הירח דומים לאלה הארציים כמו פלדספר (Feldspar), אוליבין (Olivine) ופירוקסן (Pyroxne) (8).
בצד הנסתר של ירח נמצא סוג חדש של סלע. סלעים מסוג זה מצויים באזורים מבודדים והם קיבלו השם OOS מכיון שהם עשירים במינרלים Spinel , Orthpyroxene , Olivine . לא ברור כיצד נוצרו סלעים אלה, מה שמעניין במיוחד הוא הנוכחות המזערית של ה-Spinel על הירח. על פי הערכת החוקרים הוא נוצר עם היווצרות הירח. מועד היווצרותו הוא שלב בו חלק מהירח התקרר עמוק בתוך הקרום ובשלב מאוחר יותר באמצעות תהליך גיאולוגי לא מוכר הגיע אל פני השטח (9).
מיפוי של יסודות
חלליות אפולו ששוגרו לירח היו בנויות מ-3 חלקים: תא השירותים, תא הפיקוד ונחתת. לאחר שהחלליות היו נכנסות למסלול סביב הירח, הנחתות היו ניתקות מהן ויורדות אל פני השטח. תא הפיקוד ותא השירותים המשיכו להקיף את הירח. עם סיום משימתה, הנחתת היתה ממריאה ומתחברת לתא הפיקוד. בתא השירותים היו מכשירי מחקר שסקרו את הירח תוך כדי הקפתו. ממדידות אלה התברר שאזור ה- Apennine Bench עשיר יותר ביסוד הרדיואקטיבי תוריום מאשר מישורי הלבה הסמוכים. הדגימות שהובאו על ידי טייסי אפולו 15 שנחתו סמוך למקום זה עשירים במינרלי ה-KREEP שהוזכרו קודם לכן (1).
תופעה ייחודית שנמצאה בחלק מסלעי הירח היא רמזים לנוכחות חומרים אורגניים. העדות הראשונה היא המצאות חומצות אמיניות (חומרי בניין להיווצרות חיים) במדגמי הקרקע שהובאו על ידי טייסי אפולו 11. החללית ההודית 1 Chandryaan מצאה כנראה עדויות נוספות. עדויות אלה הן ממקום סמוך למקום ריסוקה של החללית ההודית על הירח לאחר שסיימה את תוכנית העבודה שלה. ההתרסקות היתה סמוך לקוטב הדרומי. מה שעורר את המחשבה בכיוון זה היא נוכחות של פחמן בסלעים. מכיון שהחללית שידרה נתונים אלה ברגעיה האחרונים וסמוך לקרקע, הדעת נותנת שמדידות אלה נעשו ברזולוציות גדולות ביותר. יש להתייחס לממצאים אלה בזהירות רבה ביותר מכיון שהמשמעויות הן מרחיקות לכת. יש גם להביא בחשבון שהפחמן ו/או החומצות האמיניות הובאו לפני הירח באמצעות שביטים או מטאוריטים שפגעו בו (10).
כאשר החלו למפות את נפיצות היסודות בירח באמצעות החללית Lunar Prospector עמדו בפני החוקרים מספר שאלות ביותר באשר למוצא הירח ולתהליך היווצרותו (11) והן:
1. בהסתמך על הממצאים של חלליות אפולו, הגלילאו (החללית שהיתה בדרכה לצדק) והקלמטין, מצאו שהירח עשיר באלומיניום, אורניום, תוריום ובתחמוצות ברזל (FeO). באם זה אכן המצב, המשמעות היא שאותם מודלים הטוענים לכך שמוצאו של הירח מכדור הארץ אינם נכונים.
2. ברמות הגבוהות של הירח מצויים יסודות ה- KREEP שעל פי ההערכה המקובלת נוצרו בקו התפר שבין הקרום והמעטפת של הירח בשלב הסופי של תהליך הבידול ביניהם. הפיזור של יסודות אלה מספק מידע רב ביחס להיווצרות הקרום.
3. זיהוי והגדרת יחידות גיאוגרפיות באזורי ה- maria .
4. זיהוי הרכב חומרים ביחידות גיאוגרפיות באזורי ה- maria שנמצאות ברמות תוך העזרות בממצאי חללית הקלמנטין וזיהוי יחידות גיאוגרפיות נוספות תוך שימוש במידע לגבי ברזל וטיטניום.
5. זיהוי והגדרת יחידות פטרולוגיות (תורת הסלעים-מחקר המטפל בתיאור סלעים, בתכונותיהם,סיווגם ושחזור תנאי היווצרותם.
6. חיפוש אזורים א-נומליים בהם מצויים הרכבים כימיים לא שגרתיים היכולים להעיד על העומקים מהם חומרים אלה הגיעו.
הממצאים השונים ב- Imbrium וב-Joule מראים כי באזורים אלה נפיצות התוריום והאשלגן לא אחידה. התוריום והאשלגן מרוכזים בעיקר בצד הנראה בתוך ומסביב ל- maria המערבית ביותר. ריכוז אחר מצוי בצד הנסתר סמוך ל- Mare Ingenii המצוי באגן Aitken. בצד הנראה האזורים בעלי הריכוזים הגדולים ביותר הם מהקצה הדרומי של Imbrium Mare בסמוך למכתש קופרניקוס עד למקום הנחיתה של אפולו 14 (Fra Mauro). ריכוזים נוספים מצויים ב-Procllarum Oceanus. ריכוזים קטנים עוד יותר מצויים ב-maria המזרחיים Crisium- Fecunditatis , Tranauilitatis , Serenitatis . בצד הנסתר הריכוזים הגדולים של תוריום ואשלגן מצויים מסביב לאגן Aitken שבקוטב הדרומי, אם כי ריכוזים אלה קטנים בהשוואה לאלה המצויים בצד הנראה. ממצאיה של החללית היפנית Kaguya מעידים על נוכחות של היסודות הבאים בקרקע והם אורניום, תוריום, אשלגן, חמצן, מגנזיום, סיליקון, טיטניום וברזל (12).
על פי ממצאיה של ה-LRO נמצאו נמצאו מימן, כספית, וחומרים נדיפים אחרים באזורים המוצלים (shaded regions) באופן קבוע. ה- LRO חלפה במשך 90 שניות מעל האזור בו התרסקה ה-LCROSS בחנה את שברי הפלומה (plumes debris) שהועפו כלפי מעלה כתוצאה מהפגיעה. זוהו מולקולות מימן, CO2 מולקולרי, אטומים של כספית וכמויות קטנות של קלציום ומגנזיום במתכונת של גז. המצאות הכספית היתה מפתיעה (13).
ממצאי ה- LRO שפורסמו בספטמבר 2010 מעידים על כך שהירח מורכב יותר גיאולוגית ממה שחשבו. ב- 5 מקומות התגלתה סיליקה. מבחינה גיאולוגית אפשר להבחין בין שני טיפוסי קרקע. אזורי הרמות העשויות מאנרתוזיט ( Anorthosite – סלע יסוד המכיל קלציום ואלומיניום) ואזורי ה- maria העשויים מסלעים בזלתיים המכילים ברזל ומגנזיום (14). התברר גם שהרמות הן פחות הומוגניות ממה שחשבו. בטווח גדול של אזורים התגלתה בסלעים נוכחות גדולה יותר של קרקע עשירת חנקן מאשר זו של קרום עשוי באנורתוזיט. המשמעות היא שבעבר היו שינויים בכימיה ובקצב הקירור של המגמה שיצרה את קרום הירח הקדום או שהיה תהליך שניוני (secondary processing)- התכה והתמצקות- שחזרו על עצמם מספר פעמים בקרום הקדום. במספר מקומות התגלו מינרלים שיכולים להימצא רק בסלעים שעברו תהליכים מגמתיים רחבי היקף. אלה מינרלים עשירים בתרכובות סיליקטיות (silicic)כמו קוורץ, פלדספר עשיר באשלגן ופלדספר עשיר בחנקן, כל אלה הם מינרלים יוצרי סלעים כמו על כדור הארץ. גילוי המינרלים עתירי תרכובות הסיליקה במקומות אלה הוא בעל חשיבות רבה בשל הימצאותם במקומות שקודם לכן חשבו שהם מעידים על נפיצות גדולה וחריגה של יסוד התוריום. האפיונים של המינרלים עתירי תרכובות סיליקה על הירח, שונים באופן מהותי מהבזלות האופייניות ל- maria והרמות שבהן מצוי אנורתוזיט.
העובדה שניתן לצפות בתרכובות אלה באזורים גיאולוגיים שונים מעלה את האפשרות שסלעים אלה נוצרו במספר רב של תהליכים. בחלק מהאזורים עתירי הסיליקה כמו Domes Gruithiusen אשר להם מורדות תלולים ופני שטח מחוספסים, מעלים את האפשרות שכיפות לבה אלה, נוצרו על ידי התפרצויות איטיות של לבה צמיגה בדומה לאלה המצויים בהר הגעש St. Helene אחרי התפרצויות געשיות.
במקומות אחרים כמו מכתש אריסטרכוס החתימה הספקטרלית של מינרלים עתירי תרכובות סיליקה מתוחמת למכתשים ולחומרים שנזרקו בזמן פגיעת המטאוריטים שיצרה אותם, המשמעות היא שהחדירה לתוך הקרקע במהלך הפגיעה חשפה חלקים של הסלעים הפלוטוניים (גופי מגמה המתמצקים מתחת לקרקע לפני הגיעם אל פני השטח). השאלה המתבקשת היא איך נוצרו הסלעים עתירי תרכובות סיליקה בגוף כמו הירח, כאשר הנוף הדומיננטי הוא רמות עשירות באנורתוזיט ובקלציום ובבזלות של ה- maria העשירות בברזל ובמגנזיום.
רוב האזורים עתירי תרכובות הסיליקה נמצאים ב- Terrane KREE Procellaeum, אזור בצד הנראה של הירח המוכר בפעילות הגעשית רחבת ההיקף שלו. זה הוביל את החוקרים לגישה שעל פיה החומר עתיר הסיליקה באזור זה הוא תוצאה למגמה בזלתית חמה שחדרה לקרום הירח והתיכה אותו מחדש. אבל אחד מאזורים אלה Belkovich Compton מצוי בצד הנסתר של הירח רחוק מה- PKT והוולקניזם הנלווה אליו. מיקום זה מעלה את ההשערה שהתנאים שהביאו ליצור זרימה מתמשכת ולוולקניזם בתוך ה- PKT היו מצויים בהיקפים קטנים יותר בצד הנסתר של הירח (14).
ה- Lunar Prospector ביצעה סקירה מקיפה וגלובלית של הברזל על פני השטח של הירח. הסיבה לכך היא שנפיצות הברזל יכולה לתרום רבות להבנת התפתחותו של הירח. נוכחות הברזל יכולה לספק מידע ביחס לדרך התפתחותו של הירח והשינויים שחלו בו לאורך זמן. הברזל והטיטניום כאחד הם יסודות בסיסיים בלבה שבאזורי ה- maria של הירח. הריכוז של הטיטניום במישורי ההצפה הבזלתיים סותר את המסקנות שאליהם הגיעו בעבר בהסתמך על המדידות שנעשו על ידי חלליות האפולו והחללית קלמנטין. על פי ממצאי ה- Lunar Prospector כמות הטיטניום היא מחצית ממה שנמדד באותן מדידות (15). ממצאים אלה הם בעלי משמעות רבה באשר לחקר הירח מאחר והמסקנה המתבקשת מהם היא שאותן מדידות קודמות לא היו מספיק מדויקות וכי עם השתכללות ציוד המחקר לעתיד לבוא, התוצאות תהיינה עוד יותר מדויקות. בנוסף לכך נמצאו גזי הרדון, ופולוניום שהגיעו אל פני השטח דרך סדקים בקרקע שנוצרו על ידי פעילות טקטונית או רעידות אדמה. הפולוניום נוצר מהתפרקות של רדון שהוא עצמו תוצר להתפרקות של אורניום ואכן גילוים של יסודות אלה מעיד גם על מציאותו של אורניום בקרקע הירח (15).
מיפוי של הירח באור הנראה ובאור אולטרה סגול שנעשה על ידי LRO מצא אזורים עשירים בטיטניום. כחלק ממערך הציוד לחיפוש הטיטניום נעשה שימוש בטכניקה של צילומים מטלסקופ החלל האבל למדידת נפיצות של טיטניום באזורים קטנים באתר הנחיתה של אפולו 17 ואכן שיטת עבודה זו חשפה רמות שונות בנפיצות הטיטניום בהשוואה לממצאים שאליהם הגיעו במדגמי הקרקע שהובאו על ידי טייסי אפולו 17 לאלה שנעשו על ידי הטלסקופ האבל. נמצא כי הרמות השונות של הטיטניות תואמות ליחס שבין האור הנראה המוחזר מהירח לקרינה האולטרה סגולית המוחזרת מהקרקע. מטרת היסוד היתה לבדוק באם שיטת זו תעבוד באזורים נרחבים של הירח או שמא יש משהו מיוחד באתר הנחיתה של אפולו 17. התברר כי נפיצות הטיטניום באזורי ה- maria נעה בין 1% לקצת יותר מ- 10% . ברמות, ריכוז ה- TiO2 קטן יותר מ-.1%. ממצאים אלה תואמים למדידות שנעשו במדידות מדגמי הקרקע, נפיצות של 1% (16).
מינרלים
רוב המינרלים על הירח דומים לאלה המצויים על כדור הארץ. המינרלים הנפוצים הם פלדספר (feldspar ), אוליבין) Olivene), ופירוקסן (Pyroxene). קוורץ (2 SiO) כמעט ולא קיים על הירח. מצוי גם ברזל אם כי בכמויות קטנות. בדגימות שהובאו על ידי טייסי אפולו 16 נמצא גם ברזל “חלוד” (8). התמונה לגבי הברזל החלה להשתנות כאשר חללית הקלמנטין החלה לשדר את ממצאיה. ממצאים אלה הביאו את החוקרים למסקנה כי המעטפת עשויה מסלעים עשירים במגנזיום ובברזל. הפלגיוקלז נפוץ בקרום ונפיצותו במעטפת היא מועטה (17). גישה זו קיבלה אישוש בעקבות ממצאיה של החללית ההודית Chandrayaan . חללית זו מצאה מינרלים בעלי תכולה של ברזל בקרקע הירח. המקום בו נמצא הברזל הוא אגן Orientale . מינרל נוסף ונפוץ באזור זה הוא הפירוקסן (18).
כאשר חללית ה- LRO חלפה מעל למכתש אריסטרכוס בגובה של 26 קילומטר ממנו, היא מצאה חרוזים פירוקלסטיים ( beads Pyroclastic – זכוכית וולקנית הנוצרת במשך פעילותן של התפרצויות געשיות דומות לאלה המצויות בסטרומבולי ובהוואי) שגלשו מסביב למורדות המכתש בתצורה של קווים ובתצורות גושיות. יכול להיות שיש בהם אנורתוזיט כמו באזורי הרמות והם בעלי אופי silicic- (תרכובות סיליקה) כמו גרניט (19).
אבק
על הירח נצפתה תופעה של סערות אבק. תופעה זו עוררה תהיות רבות מאחר ולירח אין אטמוספירה. אם כך איך נוצרות סערות אלה? התופעה נצפתה לראשונה על ידי הנחתות מסדרת סרוויאר. עם נחיתתן שודרו ארצה תצלומים שבהן נצפה זוהר של שעות בין ערביים מעל לקו האופק לאחר שקיעת השמש. דיווחים ראשונים של אסטרונאוטים באו מטייסי אפולו 8, אפולו 10, אפולו 15 ואפולו 17. הם תיארו תופעה שהוגררה על ידם בשמות שונים והם: streamers, bands, twilight rays שנמשכו 10 שניות לפני ואחרי שקיעת השמש. על כדור הארץ רואים תופעה דומה-קרניים אפלוליות. מעין מוטות (shafts) של אור שמש וצל הנוצרים על ידי עננים חריגים (clouds irregular) בזריחת ובשקיעת השמש. היה ברור שהתופעה הירחית נוצרת על ידי עננים של אבק ירחי. השאלות שהתבקשו הן איך אבק זה יכול להתרומם מעל הקרקע ללא אטמוספירה ואיך הוא יכול לרחף? על פי מודל שפותח להסברת התופעה, נראה שלירח ישנה אטמוספירה דקיקה של חלקיקי אבק הנמצאים בתנועה מתמדת. חשוב לציין שאין זו אטמוספירה גזית. חלקיקי האבק מורמים מהקרקע באופן קבוע כלפי מעלה ולאחר זמן מה חוזרים אליה. האבק מוטען בצורה אלקטרוסטטית על ידי השמש בשתי דרכים, על ידי אור השמש עצמה ועל ידי חלקיקים טעונים הבאים מרוח השמש. באור היום הירחי קרינה אולטרה סגולית וקרני רנטגן הם כה אנרגטיים עד כדי התזת אלקטרונים מהאטומים וממולקולות הנמצאות בקרקע. נבנים מטענים חיוביים עד שחלקיקים קטנים מאבק הירח (סדר גודל של 1 מיקרון ופחות) מוצאים מהקרום ויכולים להגיע לגבהים החל ממטרים בודדים וכלה בקילומטרים. החלקיקים הקטנים ביותר מגיעים לגובה הרב ביותר. לאחר מכן הם חוזרים לקרקע. תהליך זה חוזר על עצמו מספק פעמים.
בלילה על פי מודל זה החלקיקים מוטענים שלילית. תהליך זה מתרחש כאשר אלקטרונים מרוח השמש הנעים סביב הירח נכנסים לצד הלילי שלו. בצד החשוך המטען החשמלי חזק יותר מאשר בשעות היום. באזורי המעבר שבין הצד המואר לצד החשוך ב-terminator יכולים להיווצר שדות חשמליים אופקיים משמעותיים. בזרמים הגדולים ביותר מצויים חלקיקים מיקרוסקופיים קטנים מדי מכדי שיוכלו להיראות על ידי אסטרונאוטים השוהים על הירח ללא ציוד ראייה מתאים. אסטרונאוט הנמצא בצד החשוך בזמן הזריחה יכול לראות זהירה הנמשכת לאורך קו האופק הנראה כמו מסך מרצד של אור (20).
אחד ממכשירי המחקר שטייסי אפולו 17 השאירו על הירח הוא ה- LEAM) Lunar Ejecta and Meteorites Eperiments). המכשיר נועד ביסודו לעקוב אחר אבק המותז מהקרקע כאשר מטאוריטים קטנים פוגעים בה. המטרה היתה לבדוק כמה אבק מועף כלפי מעלה כאשר מתרחשות פגיעות כאלה לאור היום ומה הן התכונות של אבק זה. להפתעת החוקרים מכשיר זה ספר רמות גדולות של חלקיקים כל בוקר (בוקר של הירח), בעיקר כאלה שכיוון תנועתם הוא מזרח מערב יותר מאשר אלה שכיוונם מלמעלה למטה וכי מהירות תנועתם איטית יותר ממה שאמורה להיות מהירות כזו בכוח המשיכה הירחי בהסתמך על מה שנצפה קודם לכן. במהלך היום הירח הוא בעל מטען חיובי ובלילה הוא בעל מטען שלילי. ההפתעה היתה גדולה יותר כאשר התברר שמספר שעות לאחר הזריחה הטמפרטורה היתה כה גבוהה (קרוב לנקודת הרתיחה של מים) שהיה צורך לכבות את מכשיר המחקר כדי שלא יתחמם יותר מדי. המשמעות היתה שאבק ירחי מוטען מבחינה חשמלית נדבק לדפנות של ה- LEAP , מחשיך את פני השטח שלו וסופג יותר חום מאשר מאור השמש המוחזר ממנו. לרוע המזל תצפיות אלה היו קצרות מכיון שמכשיר זה פעל במשך 670 שעות של הלילה הירחי ו-150 שעות פעילות ביום הירחי.
תצפיות שאפשר היה להיעזר בהן, הן אלה שנעשו מכדור הארץ. במשך מאות שנים הצטברו דיווחים על זהירות מוזרות מהירח בשם LTP (Phenomena Lunar Transient). לגבי רובם ההנחה המקובלת שמקורה של זהירה זו הוא פגיעות מטאוריטים. זהירות אחרות היו אדומות או לבנות המשנות צורה ונעלמות לאחר מספר שניות או דקות. באור השמש מוחזרות כלפי מעלה פלומות אלקרוסטטיות של אבק ירחי (25).
תופעה אחרת הקשורה לאבק היא מערבולות ירחיות (lunar swirls) שידוע עליהן מזה 40 שנה. נראה שמדובר בקווצות של אבק ירחי חיוור (crerly –cues of pale moon dust). הן מתערבלות ומסתובבות סביב עצמן לאורך עשרות קילומטרים על הקרקע. כל מערבולת כזאת היא ישרה לחלוטין ומוגנת על ידי שדה מגנטי.
אחת ממערבולות אלה שקיבלה את השם Raine Gamma ניתנת לצפיה באמצעות טלסקופ ביתי, מה שמעיד על גודלה. מערבולות אלה נמצאות בקצה המערבי של Oceanus Procellarus. במשך שנים חשבו כי המערבולת Rainer Gamma, היא מכתש חסר צורה. משעה שלונר אורביטר 2 חלפה מעל מקום זה התברר שאין מדובר במכתש. שתי מערבולות נוספות נצפו בצד הנסתר של הירח. הן נראו בקצה המערבי של Procellrum Oceanus בדיוק בצד ההפוך היכן שמצויים Mare Imbrium ו- Orientle Mare . ההערכה המקובלת אם כי חסרת הסבר היתה שפגיעות יוצרות מכתשים בצד אחד של הירח יוצרות מערבולות בצד השני שלו. ב-1972 התברר שמערבולות אלה ממוגנטות. שתי החלליות הזעירות ששוגרו מאפולו 15 ומאפולו 16 ואשר טסו בגובה 96 קילומטר מעל הקרקע גילו כפי שצוין קודם לכן כתמים של שדות מגנטיים על קרקע הירח. השדות המגנטיים החזקים ביותר היו מעל ה- lunar swirls וחלשות בעוצמתן פי עשרות מונים מהשדה המגנטי של כדור הארץ. ההערכה שהתגבשה לגבי מקורן של המערבולות היא כי הן קשורות לעברו הרחוק של הירח כאשר היה לו גרעין נוזלי של ברזל ושדה מגנטי גדול. כאשר אסטרואיד גדול פוגע בקרקע, פגיעה זו יוצרת ענן של גז מוליך חשמלית המתערבל (sweep) מסביב לירח הדוחף את השדה המגנטי הנמצא בחזית שלו. לבסוף הענן מתגבש (converge) בנקודה המצויה הצד השני של הפגיעה יוצרת המכתש וממרכזת את השדה המגנטי בנקודה זו. לאחר מיליוני שנים גרעין הירח התקרר והשדה המגנטי שלו התפוגג. נשארו רק הכתמים החזקים ביותר – מערבולות. ההערכה זו מספקת הסבר למראה הבהיר והקצפתי (creamy) של המערבולת. לדעתם של מספר חוקרים האבק של הירח מתכהה במהלך חשיפתו הארוכה לרוח השמש. יכול להיות שהמערבולות הן בהירות מכיון שהן נחשפות פחות לשמש. השדות המגנטיים שלהן מטות את רוח השמש. באם הסבר זה נכון אזי המערבולות הן למעשה צל של שדות מגנטיים המקבלות צורה קשתית המתערבלת מעליהן (22).
זהירה
לא פעם נצפו על ירח הבזקים וזהירות. פעם ראשונה שתופעות כאלה נצפו היתה באוקטובר 1963 כאשר כוון לעבר הירח הטלסקופ אשר בפלגסטף אריזונה. מה שנצפה היתה זהירה אדומה וחזקה שבאה ממכתש אריסטרכוס. ההערכה היתה שהמקור לכך הוא אור זוהר שנפלט מהר געש פעיל (23).
במשך שנתיים וחצי מ-2006 ועד אמצע מאי 2008 נצפו 100 זהירות על ידי אסטרונומים. אחד ההסברים היה שהן נוצרות בשל התפוצצויות של מטאוריטים הפוגעים בירח. כל פגיעה כזו שווה בעוצמתה למאות קילוגרמים של T.N.T וניתן לצלמה באמצעות טלסקופ ביתי. גילוי ראשון כזה היה כאשר ב-7.11.2005 גוש סלע בגודל של כדור בסיס (baseball) משביט אנקה פגע ב- Mare Imbrium. התוצאה היתה הבזק אור חזק. השאלה שהתבקשה היתה איך חומרים יכולים להתפוצץ על הירח מכיון שאין עליו חמצן. ההסבר שניתן הוא שגושי הסלעים נעים לעבר הירח במהירות של 48,000 קמ”ש ואפילו יותר. במהירויות כאלה אפילו גרגר חצץ יכול ליצור מכתש בקוטר של מספר מטרים. הפגיעה מחממת את הסלע ואת הקרקע בעוצמה חזקה דיה כדי ליצור זהירה בדומה ללבה מותכת. במהלך ממטר של מטאורים כדוגמת אלה הבאים מהפרסאידים, כאשר הירח עובר דרך זרם צפוף של שברי שביטים, קצב ההבזקים הירחיים יכול להגיע ל-1 לשעה. המעניין הוא שגם כאשר אין גשם של מטאורים עדיין רואים את ההבזקים. המקור הוא שרידים של אבק שביטים וגושים קטנים של אסטרואידים ישנים הפוגעים בירח במספרים קטנים, אם כי עדיין במספרים משמעותיים (24).
מקורות
1. Charles Wood A.- “The Apennine Bench” Sky and Telescope March 2000 p. 128
2. “NASA LRO creating unprecedented topographic map of the moon” 20.12.2010
http://www.spacetravel.com/ NASA _LRO_ Creating_ Unprecedented_Topographic_ Map _Of _The_ Moon_999.html
3. “Genesis findings solve Apollo Lunar mystery” 22.11.2006
http://www.space.com/reports/Genesis_Findings_Solve_Apollo_Lunar_Mystery_999.html
4. עמנואל מזור- “סלנולוגיה- הגיאולוגיה של הירח” מדע יד’ 1 אייר-סיוון תשכ”ט מאי-יוני 1969
5. מזר ח.- “כוכב הלכת של בודה” כל כוכבי אור גיליון מס. 2 מרץ אפריל 1983
6. Mutch Thomae A.- Geology of the Moon- A stratigraphic view revised edition 1972 p. 302 Princton university Press New Jersey 391 p.
7. שובל שלמה –צפונות כדור הארץ-מדעי הגיאולוגיה, הגיאומורפולוגיה והסביבה מהדורה שניה האוניברסיטה הפתוחה 2011 746 עמ.
8. “ What we learned about the Moon” FGM 4/73 NASA-HQ
9. New type of moon rock identified “ 3.11.2010
http://www.spacetravel.com/reports/ New_Type _Of_ Moon_ Rock_ Identified_999.html
10. “Indian scientists detected signs of life on Moon”
http://dnaindia.com/scitech/reports_indian-scientists-detected-signs-of-life-on- Moon_1322785
11. Lawrence D. J. et al- “Global elemental maps of the moon- The Lunar Prospector Gamma- Ray spectrometer” Science Vol. 281 4.9.1998 p. 1484-1489
12. “First conclusive signature for Lunar Uranium” 30.6.2009
http://www.moondaily.com/reports/First_Conclusive_Signature_For_Lunar_Uranium _999.html
13. “LRO detects surprising gases in LCORSS lunar impact plume” 22.12.2010
http://www.spacetravel.com/reports/ LRO_ Detects _Surprising_ Gases_ In_ LCROSS_ Lunar_ Impact_ Plume_999.html
14. “New insight into the moon rich geologic complexity” 20.9.2010
http://www.spacetravel.com/reports/ New_ Insight_ Into_ The_ Moon_ Rich _Geologic_ Complex_999.html
15. “Scientist continue to prospect lunar data mine” 12.3.2001
http://www.spacedaily.com/news/lunar-orb.html
16. “Subtly shaded map of moon reveals Titanium treasure troves” 10.10.2011
http://www.spacetravel.com/reports/ Subtly_ Shaded_ Map _Of_ Moon_ Reveals_ Titanium_ Treasure_ Trove_999.html
17. Spudis Paul D. – “The giant holes of the Moon Astronomy May 1966 p. 50-55
18. “NASA instrument on Chandrayaan finds minerals on Moon” 29.12.2008
http://www.moondaily.com/reports/NASA_Instrument_On_Chandrayaan_Finds_ Minerals On Moon_999.html
19. “Aristarchus Spectacular !” 3.1.2012
http://www.spacetravel.com/reports/ Aristarchus Spectacular_999.html
20. “Moon fountains” 31.3.2005
http://www.spacedaily.com/news/lunar-05o.html
21. “Moon storms” 7.12.2005
http://alien.earth org/news/item.php?keyid=5768&category=2&pages=2
22. Philips T. –“Mysteries lunar swirls” 26.6.2006
http://science.nasa.gov/healiner/y2006/26jun_lunarswirls.html.list109322
23. “Suitcase science on the moon” 20.8.2007
http://www.spacedaily.com/reports/ Suitcase_ Science_ On_ The _Moon_999.html
24. Philips T –“100 explosions recorded on the Moon” 21.5.2008
http://www.space.com/scienceastronomy/080521-moon-exlosions.html
