كانت فوهة شاكلتون على القطب الجنوبي للقمر لغزًا إلى حد ما ، حيث جعل الجزء الداخلي المظلل بشكل دائم من الصعب اكتشاف ما بداخله. ولكن مع الملاحظات الجديدة باستخدام مقياس الارتفاع بالليزر في المركبة الفضائية لاستكشاف القمر (LRO) ، قام فريق من الباحثين بإضاءة الجزء الداخلي من الحفرة بضوء الليزر ، وقياس البياض ، أو الانعكاس الطبيعي. وجد العلماء أن أرضية الحفرة ساطعة جدًا ، وهي ملاحظة تتوافق مع وجود الجليد. في الواقع ، قد يشكل الثلج 22 في المائة من المادة الموجودة على أرضية الحفرة ، مع احتمال وجود المزيد من الجليد داخل جدران الحفرة.
قالت ماريا زوبر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، التي قادت فريقًا لدراسة شاكلتون كريتر: "قررنا أن ندرس أضواء النهار الحية من هذه الحفرة". "من الكثافة المذهلة للملاحظات تمكنا من عمل خريطة طبوغرافية مفصلة للغاية."
لملاحظات تحديد الارتفاع بالليزر ، يمكن إنشاء خرائط الارتفاع عن طريق قياس الوقت الذي يستغرقه ضوء الليزر لترتد إلى سطح القمر والعودة إلى الجهاز. كلما طالت المدة ، انخفض ارتفاع التضاريس. باستخدام هذه القياسات ، حددت المجموعة أرضية الحفرة ومنحدر جدرانها.
استخدم الفريق أكثر من 5 ملايين قياس لإنشاء خريطتهم التفصيلية.
في حين أن أرضية الحفرة كانت مشرقة نسبيًا ، لاحظت زوبر وزملاؤها أن جدرانها كانت أكثر إشراقًا. كانت النتيجة محيرة في البداية. كان العلماء يعتقدون أنه إذا كان الجليد في أي مكان في الحفرة ، فسيكون على الأرض ، حيث لا يخترق ضوء الشمس المباشر. تضيء الجدران العلوية لحفرة شاكلتون في بعض الأحيان ، والتي يمكن أن تتبخر أي جليد يتراكم. إحدى النظريات التي قدمها الفريق لشرح اللغز هي أن "زلازل القمر" - الاهتزاز الزلزالي الناجم عن تأثيرات النيزك أو المد الجاذبية من الأرض - ربما تسببت في تكسير جدران شاكلتون من التربة الأقدم والأغمق ، وكشفت تربة أحدث وأكثر إشراقًا تحتها. تقدم خريطة فريق Zuber عالية الدقة دليلًا قويًا على الجليد على أرضية الحوائط والجدران.
قال زوبر: "قد يكون هناك تفسيرات متعددة للسطوع المرصود في جميع أنحاء الحفرة." "على سبيل المثال ، قد تتعرض مواد أحدث على طول جدرانه ، بينما قد يتم خلط الثلج بأرضيته."
الحفرة ، التي سميت باسم مستكشف القطب الجنوبي إرنست شاكلتون ، يبلغ عرضها حوالي 20 كيلومترًا (أكثر من 12 ميلًا) وعمقها أكثر من 3 كيلومترات (حوالي 2 ميل) - تقريبًا بعمق محيطات الأرض. وصف زوبر الجزء الداخلي من الحفرة بأنه "شديد الوعرة ... لن يكون من السهل الزحف إلى هناك".
وأضافت أن الخريطة الطبوغرافية الجديدة ستساعد الباحثين على فهم تكوين الحفرة ودراسة مناطق أخرى مجهولة من القمر.
قال زوبر: "لن أتخطى الإثارة أبدًا عندما أرى تضاريس جديدة لأول مرة". "إنه هذا النوع من الدوافع الذي يدفع الناس للاستكشاف في البداية. بالطبع ، نحن لا نخاطر بحياتنا كما فعل المستكشفون الأوائل ، ولكن هناك استثمار شخصي كبير في كل هذا لكثير من الناس ".
قال بن بوسى ، عالم العاملين في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز ، إن الأدلة الجديدة على الجليد في فوهة شاكلتون قد تساعد بالفعل في تحديد مسار البعثات القمرية المستقبلية.
يقول Bussey: "كان الجليد في المناطق القطبية شيئًا غامضًا نوعًا ما لبعض الوقت ... أعتقد أن هذا هو دليل آخر على إمكانية الجليد". "للإجابة على السؤال حقًا ، سيتعين علينا إرسال مركبة هبوط على سطح القمر ، وستساعدنا هذه النتائج في تحديد مكان إرسال مركبة هبوط."
وبالنسبة لأي مستكشفين من البشر ، قد تكون حفرة مثل شاكلتون في القطبين القمريين أفضل موقع لقاعدة ، حيث تحتوي القطبين على مناطق من أشعة الشمس شبه الدائمة اللازمة للطاقة ، ومناطق شبه شبه دائمة تحتوي على الجليد - كلاهما والتي ستكون موارد أساسية لأي مستعمرة قمرية.
نُشر بحث الفريق اليوم في Journal Nature.
المصادر: MIT و NASA
عنوان الصورة الرصاص: ارتفاع (يسار) وصورة مظللة (يمين) لشاكلتون ، قطر 21 كم (قطر 12.5 ميل) مظلل بشكل دائم بالقرب من القطب الجنوبي للقمر. تم الكشف عن هيكل الجزء الداخلي من الحفرة من خلال نموذج الارتفاع الرقمي الذي تم بناؤه من أكثر من 5 ملايين قياسات ارتفاع من Lunar Orbiter Laser Altimeter. الائتمان: وكالة ناسا / زوبر ، م. وآخرون ، الطبيعة ، 2012
شرح الصورة الثانية: هذه خريطة ارتفاع فوهة شاكلتون مصنوعة باستخدام بيانات LRO Lunar Orbiter Laser Altimeter. تشير الألوان الزائفة إلى الارتفاع ، مع وجود أزرق أدنى وأحمر / أبيض أعلى. وآخرون ، الطبيعة ، 2012
