شهاب سنگ ماه یا قمری و انواع آنها

شهاب ‌سنگ ماه یا قمری (lunar meteorite) ، سنگی از ماه است که به بیرون پرتاب شده، برای مدت طولانی به دور خورشید یا زمین می‌چرخد و در نهایت توسط میدان گرانشی زمین گرفته شده و از طریق کره اتمسفر به عنوان یک جسم جامد به زمین سقوط کرده است. آنها پس از برخورد یک شهاب‏واره سیارکی سیارکی یا احتمالاً دنباله‌دارها به سطح ماه به سیاره ما می رسند. شهاب‏واره انرژی جنبشی را با تکه سنگها مبادله می‌کند ، بنابراین، ذرات پرتاب‌شده با تندی بیش از سرعت فرار از ماه شتاب گرفته (تقریباً 2.38 کیلومتر بر ثانیه) و از تأثیر گرانشی ماه می گریزند. با توجه به اینکه فاصله بین زمین و ماه نسبتاً کم است، از نظر نجومی (کمتر از 0.003 واحد نجومی)، انتقال مواد ماه به سیاره ما بسیار سریع است و معمولاً کمتر از 100000 سال طول می کشد. شهاب سنگهای ماه گاهی با نام لونایت (lunaites) نیز خوانده می شوند.

کانی شناسی شهاب سنگ قمری

تنها چهار کانی – فلدسپات پلاژیوکلاز، پیروکسن، الیوین و ایلمنیت – 98 تا 99 درصد از مواد کریستالی پوسته ماه را تشکیل می‌دهند. (مواد موجود در سطح ماه حاوی نسبت بالایی از مواد غیر کریستالی است، اما بیشتر این مواد شیشه ای است که از ذوب سنگ های حاوی چهار کانی اصلی تشکیل شده است.) 1-2٪ باقیمانده عمدتاً فلدسپات پتاسیم است، مواد معدنی اکسیدی مانند مانند کرومیت، پلئوناست و روتایل، فسفات کلسیم، زیرکن، ترویلیت و فلز آهن نیکل. بسیاری از کانی‌های دیگر شناسایی شده‌اند، اما بیشتر آنها نادر هستند و فقط به صورت دانه‌های بسیار ریز بین چهار کانی اصلی دیده می‌شوند و با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شوند.

برخی از رایج ترین مواد معدنی زمین در شهاب سنگهای ماه نادر هستند یا هرگز در نمونه های جمع آوری شده یافت نشده اند. اینها عبارتند از کوارتز، کلسیت، مگنتیت، هماتیت، میکا، آمفیبولها و اکثر کانیهای سولفیدی. بسیاری از مواد معدنی زمینی حاوی آب به عنوان بخشی از ساختار بلوری خود هستند. میکاها و آمفیبول ها نمونه های رایجی هستند. مواد معدنی آبدار (حاوی آب) در نمونه های جمع آوری شده در ماه یافت نشده است. سادگی کانی شناسی قمری اغلب این را برای محققان آسان می کند که با اطمینان زیاد بگویند “این یک شهاب سنگ ماه نیست”. سنگی که حاوی کوارتز، کلسیت یا میکا به عنوان کانی اولیه است، از ماه نیست. برخی از شهاب سنگ های قمری در واقع حاوی کلسیت هستند. با این حال، آن کلسیت بعدا بر روی زمین از قرار گرفتن شهاب سنگ در معرض هوا و آب پس از فرود تشکیل شده است. کلسیت به عنوان یک کانی ثانویه وجود دارد که شکاف ها و حفره ها را پر می کند. هنگامی که شهاب سنگ با میکروسکوپ بررسی می شود، کانی های ثانویه به راحتی قابل تشخیص هستند.

طبقه بندی شهاب سنگ های قمری

طبقه بندی سنگ های قمری پیچیده است و تعیین آنها نیاز به دانش کانی شناسی (مواد معدنی حاوی آنها)، پترولوژی یا سنگ شناسی (نحوه تشکیل سنگ)، بافت و اجزای سنگ (نحوه آرایش ذرات) و شیمی (کدام ترکیب شیمیایی) دارد. جدول زیر نمونه ای از توصیف یک سنگ قمری را با توجه به طبقه بندی های فوق نشان می دهد:

به طور کلی، نام ها ترکیب می شوند تا به درستی سنگ هایی را توصیف کنند که ممکن است دارای ماده معدنی مشابهی باشند اما در بافت سنگ متفاوت هستند. به عنوان مثال : برش رگولیت فلدسپاتیک در مقابل برش گرانولیتی فلدسپاتیک.

1. سنگ های آتشفشانی بازالتی از ماریا mare (که کلمه لاتین دریا است) ، از جمله جریان های گدازه و رسوبات آذرآواری
2. سنگ‌های کوهستانی که عمدتاً در ارتفاعات ماه یافت می‌شوند : ترا terra (به معنی زمین)
3. برش‌های آواری چندشکل، سنگ‌های مذاب ضربه‌ای و برش‌های گرانولیتی دگرگون‌شده حرارتی
4. سنگ پوشه قمری (lunar regolith)

سنگ‌های ماریا به دلیل اینکه سنگ‌های کریستالی و آذرین (بافت) هستند به‌عنوان بازالت طبقه‌بندی می‌شوند که عمدتاً از پیروکسن و پلاژیوکلاز (کانی‌شناسی) تشکیل شده‌اند. به طور خاص، بازالت‌های ماریا نامیده می‌شوند زیرا زمانی که ماگما از داخل ماه فوران کرد (پترولوژی) به حوضه‌هایی که در اثر برخورد سیارک‌های کوچک در اوایل تاریخ قمری برای تشکیل ماریا شکل گرفته بودند، تشکیل شدند. بازالت‌های ماریا بر اساس ترکیب شیمیایی (شیمی) به عنوان مثال، بازالت ماریا با تیتانیوم کم (Ti) طبقه‌بندی می‌شوند. بازالت های ماریا غنی از آهن هستند زیرا حاوی پیروکسن، الیوین و ایلمنیت بوده که همگی از مواد معدنی غنی از آهن هستند و میزان پیروکسن + الیوین + ایلمنیت از مقدار پلاژیوکلاز فقیر از آهن بیشتر است.

فلدسپات ها از رایج ترین کانی های پوسته زمین و ماه هستند. صخره های ارتفاعات ماه حاوی نسبت بالایی (60-99٪) از نوعی فلدسپات معروف به پلاژیوکلاز هستند. به طور خاص، پلاژیوکلاز ارتفاعات ماه گونه غنی از کلسیم است که به نام آنورتیت شناخته می شود (انواع پلاژیوکلازهای غنی از سدیم بیشتر در ماه نادر هستند). از نظر کانی شناسی، سنگی که بیشتر از آنورتیت تشکیل شده باشد، آنورتوزیت نامیده می شود و بیشتر سنگ های ارتفاعات قمری در واقع آنورتوزیت هستند. دانشمندان قمری اغلب به پوسته ارتفاعات به عنوان “فلدسپاتیک” اشاره می کنند که نشان دهنده کانی اصلی یا “آنورتوزیت” است که نشان دهنده نوع سنگ اصلی است. آنورتیت، مانند همه انواع فلدسپات، سرشار از آلومینیوم و آهن ضعیف است.

تا کنون چه تعداد شهاب سنگ ماه یافت شده است؟

تعداد شهاب‌سنگ‌های قمری در چند دهه اخیر به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافته است. در میان شهاب‌سنگ‌های جمع‌آوری‌شده در حال حاضر، شهاب‌سنگ‌های قمری بسیار نادر هستند (حدود 0.1%). تا ژانویه 2024، نزدیک به 150 گروه شهاب ‌سنگ قمری منحصربه‌فرد وجود دارد که رسماً به عنوان قمری طبقه‌بندی شده‌اند. 16 مورد از آنها از مجموعه شهاب‌سنگ‌های قطب جنوب ایالات متحده، 6 مورد از مجموعه شهاب‌سنگ‌های قطب جنوب ژاپن و بقیه از مناطق گرم بیابانی در آفریقا، استرالیا و خاورمیانه هستند.
در حال حاضر تا زمان نوشتن این مقاله، در مجموع 724 شهاب ‌سنگ ماه در بولتن جهانی شناسایی شده است، که البته گمان می‌رود بسیاری از آنها سنگ‌های جفت شده ای باشند که در برخورد شهاب‌سنگ با جو زمین از هم جدا شده‌اند.

نحوه نام گذاری

شهاب‌سنگ‌های قمری معمولاً بر اساس مکان یافت شده‌شان نامگذاری می‌شوند برای مثال، شهاب‌سنگ‌های قطب جنوب در مجموعه ایالات متحده اغلب با نام‌های اختصاری استفاده می‌شوند. از آنجایی که صدها تا هزاران شهاب سنگ در قطب جنوب و بیابان ها پیدا شده است، علاوه بر نام، از شماره سریال نیز استفاده می شود. برای شهاب‌سنگ‌های قطبی مورچه، دو رقم اول قسمت عددی نام نشان‌دهنده سال جمع‌آوری است.

در چه مکان هایی ممکن است شهاب سنگ قمری پیدا کنیم؟

با کمال تعجب، هیچ شهاب سنگ قمری در قاره آمریکا و اروپا یافت نشده است . علیرغم اینکه بسیاری از آنها احتمالاً در 100 هزار سال گذشته در هر دو قاره سقوط کرده اند. یافته ها حاکی از آن است که شهاب سنگ ها به شکلی همگن در سرتاسر کره زمین سقوط می کنند. با این حال، یافتن آنها در مناطق بیابانی مانند قطب جنوب یا صحرای بزرگ آفریقا بسیار آسان تر است. خشکی و بی‌آبی آن بیابان ها باعث می شود هوازدگی شهاب سنگ حتی در معرض حداقل آب هم قرار نگیرد. علاوه بر این، در مورد قطب جنوب، پوسته‌های ذوب شده تیره شهاب‌سنگ‌ها در برف و یخچال‌های طبیعی خودنمایی می‌کنند، بنابراین نحوه جستجو را آسان‌تر می‌کنند. در واقع، بسیاری از شهاب‌سنگ‌های قمری در قطب جنوب توسط اکتشافاتی که توسط دولت ایالات متحده (ANSMET) و توسط دولت ژاپن (NIPR) تامین مالی شده‌اند، کشف شده‌اند. در مقابل، شهاب‌سنگ‌هایی که در بیابان‌ها سقوط کرده‌اند، عموماً توسط افراد محلی یا کلکسیونرهای با تجربه پیدا می‌شوند.

تجزیه و تحلیل آماری مکان‌های بازیابی شهاب سنگ های قمری . مناطق شمال غربی آفریقا و صحرای بزرگ آفریقا ممکن است گیج کننده باشند و ممکن است در قلمرو همپوشانی داشته باشند. صحرای بزرگ آفریقا شامل مناطقی از مالی، الجزایر، مراکش، لیبی، سودان، موریتانی و نیجر است. شبه جزیره عربستان در واقع 2 یافته متعلق به پادشاهی عربستان سعودی و 70 مورد دیگر در عمان دارد.

ذکر این نکته حائز اهمیت است که بسیاری از شهاب‌سنگ‌هایی که در بیابان‌ها سقوط می‌کنند نیز در مجموعه‌های خصوصی گم می‌شوند که گاهی حتی به مؤسسات علمی هم نمی‌رسند. علاوه بر این، پوسته گداخته خاکستری تیره که شهاب‌ سنگهای ماه ارائه می‌کنند و هوازدگی احتمالی سطح آنها باعث می‌شود که آنها از سنگ‌های زمین قابل تشخیص نباشند. بنابراین، بسیاری هنوز در انتظار جمع آوری آنها در جایی در سیاره ما هستند.

چگونه بفهمیم که شهاب سنگی که یافته ایم از ماه آمده است؟

اگرچه کشف سنگ هایی روی زمین که از ماه سرچشمه می گیرند نسبتاً جدید است، ولی قطعا این سنگها بطور پیوسته در طول تاریخ زمین شناسی از آسمان فرو می ریزند. میخائیل نظروف و همکاران موسسه ورنادسکی در مسکو تخمین می زنند که “چند ده یا چند صد کیلوگرم” سنگ از ماه در محدوده جرمی 10 تا 1000 گرم هر سال به سطح زمین برخورد می کنند. با این حال، این واقعیت یافتن یا تشخیص شهاب سنگ های ماه را آسان نمی کند. در شرایط ایده آل، به عنوان مثال، قطب جنوب، برخی از شهاب سنگ های قمری تقریباً خیلی سریع به عنوان شهاب سنگ ماه قابل تشخیص هستند، زیرا دارای پوسته های گداخته هستند که تاولی شکل دارند. هیچ سنگ زمینی و هیچ نوع شهاب سنگ دیگری دارای پوسته ای به اندازه پوسته شهاب سنگ های قمری QUE 93069، PCA 02007 یا Calcalong Creek نیست. با این حال، برخی از شهاب‌سنگ‌های قمری (بازالت‌ها) چنین پوسته‌های همجوشی تاولی ندارند، و پوسته گداخته اغلب شهاب‌سنگ‌های ماه که در بیابان‌های داغ یافت می‌شوند توسط شن‌های وزش باد از بین رفته است.

در غیاب پوسته گداخته، شهاب‌ سنگ ماه (یا مریخی) کمتر از یک شهاب‌سنگ سیارکی به عنوان یک شهاب‌سنگ شناخته می‌شود، زیرا در کانی‌شناسی بیشتر به سنگ‌های زمینی شباهت دارد. یک شهاب سنگ قمری هوازده اگر در مزرعه ذرت یا پارکینگ پیدا شود، سنگی چشمگیر و مشکوک نخواهد بود. یک شهاب سنگ قمری برش خورده را می توان به راحتی به عنوان یک سنگ رسوبی زمینی یا سنگ آتشفشانی نادیده گرفت. حتی کلکسیونرهای شهاب‌سنگ باتجربه اعتراف می‌کنند که کالاهاری 009 شبیه هیچ نوع شهاب سنگی نیست. شهاب‌ سنگ ‌های قمری حاوی مقدار بسیار کمتری فلز نسبت به کندریت‌های معمولی هستند، بنابراین بیشتر آنها جذب آهنربا نمی‌شوند. همچنین دارای تراکم مشابه سنگ های زمینی هستند. آنها مانند بیشتر شهابسنگ ها نسبت به اندازه خود سنگین نیستند.

حتی برای یک متخصص معمولاً نمی‌توان یک شهاب‌سنگ ماه را فقط با نگاه کردن شناسایی کرد. فقط آزمایش های گران قیمت و زمان بر می تواند ثابت کند که یک سنگ یک شهاب سنگ قمری (یا مریخی) است.
حتی به دلیل غلظت ضعیف آهن و شباهت های فراوان با سنگ های زمینی، آزمایش نیز کار آسانی نیست. ارتباط تعیین کننده با استفاده از نسبت‌های ایزوتوپی اکسیژن با سنگ‌های زمینی یکسان است و منشأ نزدیک دو جسم سیاره‌ای را که منظومه دوتایی ما را تشکیل می‌دهند، تاکیدی بر این موضوع است.

برای تعیین اینکه آیا یک سنگ در فضا سفر کرده است یا خیر، رادیواکتیویته هسته آن تجزیه و تحلیل می شود. در طول انتقال ماه-زمین، شهاب‌سنگ در معرض پرتوهای کیهانی قرار می‌گیرد که آنقدر پرانرژی هستند که باعث ایجاد واکنش‌های هسته‌ای می‌شوند و ایزوتوپ‌ها را تغییر می‌دهند. رادیونوکلئیدهایی که محصول قرار گرفتن در معرض پرتوهای کیهانی هستند عبارتند از: 14C، 10Be، 26Al، 36Cl و 41Ca. از آنجایی که رادیواکتیویته پس از رسیدن به زمین تجزیه می شود و هر یک از رادیونوکلئیدها نیمه عمر خاصی دارند، می توان تعیین کرد که سنگ چقدر در سطح ماه بوده است، چقدر در فضا صرف شده است و چه مدت پیش سقوط کرده است. در سطح سیاره ما. متأسفانه، هنوز امکان تعیین منشا گودال های ایجاد شده هیچ آکندریت قمری وجود ندارد.

ارزش شهاب سنگ های قمری چقدر است؟

نمونه‌های شهاب‌سنگ ماه به دلیل نادر بودن و منشأشان، اغلب قیمت‌های بسیار بالایی را از کلکسیونرها دریافت می‌کنند. عوامل متعددی می توانند ارزش یک شهاب سنگ را تعیین کنند، از جمله وضعیت آن به عنوان سقوط مشاهده شده، ترکیب آن، زیبایی آن، و کمیاب بودن مواد آن.

شهاب‌سنگ‌های قمری بسیار ارزشمند هستند زیرا تنها سنگ‌های ماه هستند که برای خرید عموم در دسترس هستند. بیش از 380 کیلوگرم ماده در طول ماموریت های آپولو از ماه گرفته شد، اما این مواد در اختیار ناسا و سایر ارگان های حاکم است که نمونه ها به آنها توزیع شد. برخی از دولت ها نیز فروش شهاب سنگ های موجود در خاک خود را ممنوع می کنند، بنابراین شهاب سنگ های قمری را فقط می توان از کشورهایی تهیه کرد که امکان فروش را دارند. از این رو، اگرچه شهاب‌سنگ‌های ماه احتمالاً در همه جای زمین فرود آمده‌اند، اما می‌توان آن‌ها را فقط از کشورهای خاصی خریداری کرد که باعث افزایش تقاضا و قیمت آن‌ها می‌شود.

یکی از گران‌ترین شهاب‌سنگ ماه فروخته‌شده نیز یکی از بزرگ‌ترین آنها است (تصویر بالا): در سال 2021، قطعه‌ای از شهاب‌سنگ قمری Tisserlittine 001 که در سال 2021 در نزدیکی تیمبوکتو پیدا شد، در حراجی به قیمت 525000 دلار فروخته شد. قطعه مورد بحث بخشی از سنگ تقریباً 60 کیلوگرم بود که آن را به چهارمین شهاب سنگ قمری بزرگ روی زمین تبدیل کرد. با این حال، بیشتر شهاب‌سنگ‌های قمری چندان بزرگ نیستند: رایج‌ترین نمونه‌های موجود در بازار اسلایس ها، تکه های کوچک هستند، اما همچنان به قیمت صدها دلار در هر گرم به فروش می‌رسند.

اهمیت مطالعه شهاب سنگهای ماه

شهاب سنگ های قمری حداقل به سه دلیل برای مطالعات علمی ماه مهم هستند. اولاً، آنها اساساً نمونه‌های سیاره‌ای رایگان و بدون هزینه مأموریت فضاپیما هستند. دوم، شهاب‌سنگ‌های ماه برای سنجش از دور مهم هستند، زیرا نوعی حقیقت زمینی را ارائه می‌دهند. ثالثاً، شهاب‌سنگ‌های قمری نمونه‌برداری شاخص تری از سطح ماه ارائه می‌کنند. در مقایسه با شش ماموریت آپولو و سه ماموریت لونا که همگی در نزدیکی ماه فرود آمدند، شهاب سنگ های قمری ماه از تمام مناطق ماه پرتاب می‌شوند و در نتیجه می‌توانند اطلاعات جدیدی در مورد ماه ارائه دهند. اگرچه می‌توان از اثر انگشت شیمیایی برای شناسایی منطقه منبع تقریبی شهاب‌سنگ‌ها استفاده کرد، اما فقط برخی تنها شهاب‌سنگ های نادر می‌توانند محل پرتاب را تعیین کنند. اکثر شهاب‌سنگ‌های قمری اطلاعات زمین‌شناسی را هنگام پرتاب از ماه از دست دادند. با این وجود، شهاب‌سنگ‌های قمری نمونه‌های مکملی برای مطالعات ما در مورد منشاء و تکامل ماه هستند.

منابع: 

Origin and mineralogy of Lunar meteorites. A study for lunar mining and resources exploitation

lunar meteorite , Qin Zhou Chinese Academy of Sciences

wustl.edu : Lunar meteorites