جو و آب در روی ماه

ماه آب و هوا ندارد ولی در این بخش جو ماه و وجود آب روی ماه را مورد بررسی قرار می دهیم .

۱- جو کره ماه

ماه امروزه اتمسفری ندارد اما دانشمندان به این نتیجه رسیده‌اند که بین ۳ تا ۴ میلیارد سال قبل،ماه در پی فعالیت‌های آتشفشانی و ایجاد ابرهای ضخیم و متراکم گازی،دارای اتمسفر بوده است

شکل شماره ۱ – ماه در میلیاردها سال  پیش بر اثر فعالیت های
آتشفشانی دارای جو مناسب و همچنین آب شده بود

به دلیل اندازه کوچک ماه جاذبه ماه توان نگهداری جو را ندارد . سرعت مولکول های گازهای مختلف به پارامترهای مختلفی از جمله (دما و فشار و جرم مولكولها ) بستگی دارد . محاسبه سرعت مولکول های گاز پیچیده است و در این مقاله نمی گنجد . ولی به طور خلاصه چنین می توان گفت :
۱) سرعت حرکت مولکول ها به اندازه مولکول و جرم ملوکول بستگی دارد بنابر این مولکول هائی که سنگین تر هستند سرعت فرار بیشتر و آنها که سبکترند سرعت فرار کمتری دارند .
۲) سرعت حرکت مولکول نسبت عکس با دما دارد یعنی هر چه دما بالاتر باشد سرعت مولکول بیشتر می باشد و هرچه دما کمتر باشد کمتر می باشد . 
۳) مولکول هائی که به بالای جو یک سیاره ( یا قمر یا …)رسیده اند در صورتی که سرعت حرکت آنها از سرعت فرار از سطح سیاره بیشتر باشد می گریزند و اگر تعداد مولکول هائی که گریخته اند زیاد باشد کم کم سیاره جو خود را از دست می دهد .
۴) با این حساب با توجه به جرم سیاره ( که روی سرعت فرار از سطح آن تاثیر مستقیم دارد ) و دوری و نزدیکی به خورشید (که روی دمای آن تاثیر مستقیم دارد ) می توانند محاسبه کنند کدام سیارات و یا قمرها توانائی نگه داری کدام مواد را دارند و فشار جو آنها چقدر می تواند باشد .
بنابر این جو کره ماه نسبت به جوّ زمین بسیار رقیق و ناچیز است( ولی صفر نیست ) و به این دلیل صدا در جوّ ماه منتقل نمی‌شود و سطح ماه مکانی خاموش و بی‌صداست. فقدان جوّ واقعی به این معنی است که در سطح ماه، مولکول‌های هوا نیز وجود ندارند تا نور خورشید را پراکنده کند و با این کار در آسمان ماه ایجاد رنگ کنند؛ به این دلیل، آسمان ماه همیشه سیاه است. نبودِ جو هم‌چنین باعث می‌شود که شهاب‌سنگ‌های کوچک و بزرگ که پیش از رسیدن به زمین در هوا می‌سوزند، در آسمان ماه نسوزند و به‌آسانی به سطح ماه برسند و با شدت به آن اصابت کنند.از این رو سطح ماه پر از گودال های برخوردی است .

۱) گازهای تشکیل دهنده جو ماه

اگر چه جو ماه بسیار بسیار ضفیف است ولی صفر نیست . جو ماه احتمالا ۱۰۰ تریلیون مرتبه (دقت کنید این عدد ۱۴ صفر دارد) رقیقتر از اتمسفر زمین است . عمده گازهائی که جو ماه را تشکیل می دهند عبارتند از : هلیم,  آرگون  , نئون ,  سدیم  , پتاسیم ,  هیدروژن و رادون

۲) فرایند تشکیل جو در ماه

تا قبل از سفرهای فضائی به ماه دانشمندان اعتقاد داشتند هیچگونه جوی در ماه وجود ندارد و همانند فضای بین سیاره ای است بعد مدارکی پیدا شد که نشان می داد ماه هم دارای جو است اگر چه ضعیف ولی به هر حال جو دارد . فرایند هائی که باعث تشکیل جو ماه می شوند از این قرار است :
۳-۱) مواد رادیو اکتیو در درون پوسته ماه موجب آزاد شدن گازهائی مانند : نئون و رادون و… ( گازهای بی اثر ) می شود .
۳-۲) این گازها از پوسته ماه جدا شده و به فضای اطراف ماه وارد شده و تشکیل جو ماه را می دهند .
۳-۳) یکی از منابع تولید گاز ها در سطح ماه بمباران شهاب سنگی است که باعث آزاد شدن گاز در جو می شود .
۳-۴) بادهای خورشیدی موجب آزاد شدن هیدروژن در جو ماه رها می کنند .
در مجموع جو ماه حدود ۱۰تن بیشتر جرم ندارد ( ۶۰۰۰ اتم در هر سانتیمتر مکعب ) و آن هم در روز می باشد در هنگام شب از این هم کمتر می شود علت آن هم این است که در هنگام شب هوا فوق العاده سرد می شود و مقداری از گازها طی فرایندی به نام کند و پاش به درون خاک و سنگ ماه کشیده می شوند .
هیدروژنی هم که توسط بادهای خورشیدی جذب شده بخاطر گرانش ضعیف ماه به فضای بین سیاره ای بر می گردد.
نکته : کندوکاش فرایندی است که درآن ماده ازیک جسم تبخیر شده و بر روی جسم دیگری می نشیند .

 

 شکل شماره ۲ -کاوشگر گرد و غبار محیطی و جو ماه (LADEE) ناسا

 ۲- پدیده های مربوط به جو در کره ماه

پدیده های اسرا آمیزی در روی ماه اتفاق می افتاد که بررسی این پدیده ها در شناخت جو ماه کمک زیادی کرد در اینجا به پاره ای از این پدیده ها اشاره می کنیم .

۱) معماي فلاش ماه در سطح ماه.

دانشمندان قبلا فکر می کردند ماه هیچگونه جوی ندارد و جو ماه همانند فضای بین سیاره ای است . تا آن که پدیده ای مشاهده شد و در پی آن به جو ماه و سازو کار تشکیل آن پی بردند 

صدها سال است كه دانشمندان پديده ي عجيبي را در سطح ماه مشاهده مي كنند . اين پديده به صورت فلاش هاي كوتاهي در ماه ديده مي شود كه باعث تغيير رنگ ماه و تيرگي سطح آن مي شود.
دانشمندان به مجموعه ي اين تغييرات گذرا TLPs مي گويند .علت بوجود آمدن TLPs صدها سال است كه ذهن دانشمندان را به خود مشغول كرده است و در طول ساليان دانشمندان دلايل متفاوتي براي وقوع اين پديده ارائه كرده اند ازجمله اغتشاشات موجود در اتمسفر زمين ، تاثيرات فيزيولوژي در چشم انسان ، تاثير نور و حتي دلايل روانشناختي . اما تاكنون هيچ كدام از اين دليل ها نتوانسته بود دانشمندان را قانع كند.
به تازگي ، طي پژوهش هاي انجام گرفته در دانشگاه نجوم كلمبيا توسط پرفسور آرلين كراتس گازهاي رادون به عنوان علت اين پديده شناخته شده اند .پرفسور كراتس وقوع پديده TLPs را مرتبط با گازهاي رادوني دانسته كه از منفذهاي پوسته ي ماه به سطح آن مي آيند (بسياري از فضاپيما ها از جمله آپولو ۱۵ وقوع اين بيرون ريزي هاي گاز رادون را گزارش كرده اند) .به گفته ي آرلين كراتس  بيرون ريزي هاي از گاز رادون در ماه باگزارش بدست آمده از زمان و محل مشاهده ي TLPs در زمين منطبق است)دانشمندان در حال طراحي دوربين رباتيكي در شمال شيلي هستند  تا با اسكن ماه در هر لحظه نقشه اي از وقوع TLPs تهيه كند .

 

 شکل شماره ۳ – عکسی از Tlpsبر سطح ماه

 ۲) طوفان در ماه

آیا ممکن است در کره ماه طوفان شود.حتما می گوئید چگونه ممکن است درحالی که ماه اتمسفر ندارد . در حقیقت هم هیچ طوفانی مشابه زمین در ماه رخ نمی دهد ولی پدیده ای در ماه روی می دهد که بی شباهت به طوفان نیست . و جزئیات آن بدین قرار است  :
۱-۲) در ماه چون هوا وجود ندارد شاهد روشن شدن و تاریک شدن تدریجی هوا نیستیم (بین الطلوعین ) به محض این که خورشید طلوع کند می توانیم مرز روز و شب را ببینیم .( اگر روی بلندی بایستیم خیلی بهتر می توانیم مرز روز و شب را ببینیم )
۱-۳) بخاطر نبودن اتمسفر در قسمت روز ماه دما تا ۱۱۷درجه (بالاتر از دمای جوش آب) می رسد و در شب که خورشید غروب کند تا ۱۷۳ درجه زیر صفر می رسد ( یعنی ۲۹۰ درجه اختلاف دما ) و این اختلاف دما ناگهانی رخ می دهد یعنی دما ناگهان از ۱۷۳ درجه زیر صفر به ۱۱۷ درجه بالای صفر می رسد .
۱-۴) روی ماه را گرد و غبار نرمی که حاصل برخوردهای ریز شهاب ها ( شهاب هائی در حد سر سوزن ) می باشد پوشانده است .
۱-۵) در هنگام روز این ریز غبارها شارژ مثبت و در هنگام شب شارژ منفی می گیرد .
۱-۶) با تمام شدن شب سرد و در محل مرز شب و روز غبارهای دارای بار مثبت (در قسمت روز ) و غبارهای دارای بار منفی(در قسمت شب)جذب هم شده و پرده ای غیار آلود از رقص غبارها را به معرض نمایش می گزارند .

در سال ۱۹۷۲ سرنشینان آپولو ۱۷ این پدیده را مشاهده کردند و با نصب دستگاه LEAM ( دستگاهی برای اندازه گیری و مطالعه روی غبارها ) روی این غبارها  مطالعه کردند.  
خدمه آپولوهاي ۸، ۱۰، ۱۲ و ۱۷ در گزارشات خود پديده گرگ‌و‌ميش بودن افق قبل از طلوع خورشيد را گزارش كرده‌اند. اين پديده كه قاعدتاً نبايد در ماه وجود داشته باشد مي‌تواند به دليل وجود غبار در فضا باشد. همچنين فضاپيماي نقشه‌بردار ناسا نيز درست لحظاتي قبل از طلوع و يا چند لحظه بعد از غروب خورشيد، تصاويري از افق سرخ‌رنگ را ثبت كرده‌اند .
قرار است در سال ۲۰۱۸ فضانوردانی مدت طولانی در ماه زندگی کنند . آنها می توانند اطلاعات بیشتری در این زمینه بدست آورند .

شکل شماره  ۴- دستگاه LEAM

شکل شماره ۵ – عکس  روشنائی لبه ماه در سال ۱۹۹۴ توسط مدارگردماه به نام سلمنتاين

شکل شماره ۶- گزارش دستنویس خدمه آپولو ۱۷در سال ۱۹۷۲ از طوفان غبار بر روی ماه

۵- آب بر روی ماه

به همان دلیلی که در روی ماه هوا وجود ندارد آب هم نباید وجود داشته باشد . در واقع آب های روی سطح ماه در همان ابتدای تشکیل ماه تبخیر شده و به فضا رفت .
با این حال دانشمندان کشف کردند که مقادیر عظیمی آب در داخل پوسته ماه به صورت منجمد وجود دارد .

۱) مدارگرد ناسا LCROSS

به منظور بررسی  اثرات برخورد به سطح ماه همچنین مشخص کردن میزان آب موجود در پوسته ماه دانشمندان یک مدارگرد به نام LCROSS (ماهوارهٔ مشاهده‌گر و حس‌گر دهانه‌های ماه ) ساخته تا با برخورد به سطح ماه  میزان آب موجود در ماه را بررسی کند .

در ۱۷ مهر ۱۳۸۸ (۹ اکتبر ۲۰۰۹) ساعت ۱۱:۳۱:۳۰ به زمان هماهنگ جهانی دانشمندان راکتی ۲۲۰۰ کیلوگرمی را از مدار گرد با سرعت(حدود ۲ کیلومتر در ثانیه) به سطح یکی از حفره های ماه (دهانه کابیوس )کوبیدند( البته بدون انفجار) و نتایج آن توسط مدار گرد LCROSS مورد بررسی قرار گرفت.این برخورد ۳۵۰تن خاک و غبار را به ارتفاع ۱۰کیلومتری ماه پرتاب کرد و گودال عمیقی باقی گذاشت . چهار دقیقه بعد مدارگرد ۷۹ میلون دلاری LCROSS نیز به سطح ماه برخورد کرد .
 ذرات برخوردی توسط تلسکوپ هابل و تلسکوپ‌های زمینی از جهت وجود آب در ماه بررسی شد.

آنتونی کولپرت دانشمند ارشد این پروژه پس از تایید وجود آب در ماه گفت: “ما تنها مقادیر کوچکی از آب را در ماه نیافته ایم بلکه مقدار آب کشف شده بسیار زیاد است.” بر اساس گزارش مطالعات این پروژه برخورد با ماه در حدود ۲۵ گالن آب را از اعماق ماه به بالا پرتاب کرده است که به گفته کولپرت این تنها چیزی است که دانشمندان در توده های به هوا برخاسته مشاهده کرده اند.
این اکتشاف فصل جدیدی در تاریخ فضانوردی گشود. دانشمندان ناسا پس از بررسی اطلاعات به دست آمده از برخوردهای آزمایشی با ماه اعلام کردند ماه دارای مقادیر زیادی آب درحالت بخار و منجمد است . بنابر این ، تردید در رابطه با وجود آب در کره ماه از گذشته ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده بود و برخورد مدارگرد LCROSS ناسا با این کره تمامی تردیدها را به اطمینان تبدیل کرد. و موجب اعتبار بیشتر ناسا شد .
بر اساس گزارش AP، آنالیز اطلاعات به دست آمده در حدود یک ماه به طول انجامید و به گفته دانشمندان بررسی دیگر موادی که به همراه آب از داخل حفره به بالا برخاسته اند به زمان بیشتری نیاز خواهد داشت.

شکل شماره ۷ – مدار گرد LCROSS ناسا

۲) اهمیت وجود آب در ماه

برای پروازهای آینده و سفر های بین سیاره ای و ستاره ای می باید بعد از پرواز از زمین سوخت کافی برای شتاب دادن به سفینه (برای خروج از میدان جاذبه زمین) موجود باشد . بیشتر وزن و ابعاد سفینه ها صرف نگهداری مخازن سوخت و شتاب دادن به سفینه برای خروج از جاذبه قدرتمند زمین می شود .
در صورتی که سکوی پرتاب به جای زمین به ماه که قدرت جاذبه اش یک ششم زمین است منتقل شود . می توان با مصرف یک ششم سوخت ازجاذبه ضعیف تر ماه فرار کرد و اگر وزن مخازن حاوی سوخت را در نظر بگیریم مقدار بسیار زیادی در وزن و در نتیجه سوخت سفینه صرفه جوئی خواهد شد . و می توان از این طریق با مصرف همان مقدار سوخت شتاب به مراتب بیشتری به موشک ها داد و به سرعت های بالاتری در فضا دستیابی پیدا کرد .
یکی از مواد مهم برای سوخت موشک ها هیدروژن مایع (به همراه اکسیژن مایع که تحت دمای بسیار پائین به صورت مایع در می آید ) می باشد . برای استفاده از آب موجود در ماه به عنوان سوخت باید این کارها را انجام داد :
۲-۱) ایجاد یک پایگاه دائمی بر روی ماه با کلیه امکانات به منظور استخراج آب و اکسیژن و هیدروژن از ماه
۲-۲) با نصب سلول های خورشیدی می توان از سطح ماه برق تهیه کرد .
۲-۳) برق تهیه شده به این روش علاوه بر آن که نیازهای ساکنان پایگاه برطرف می شود می توان آب را هم الکترولیز کرد و هیدروژن و اکسیژن آن را در مخازن مربوطه ذخیره کرد .
۲-۴) با فشرده کردن و مایع کردن می توان به همان سوختی که در زمین موشک ها را با آن تغذیه می کنند دست یافت .
۲-۵) از آب حاصل برای سفرهای سرنشین دار و همچنین سایر نیازهای سفر هم می توان استفاده کرد .

۳) آب روی ماه از کجا آمده است؟

قاعدتا نباید آبی بر روی ماه موجود باشد.حال سوالی که پیش می آید این است که منشا آب بر روی ماه چیست ؟

در حال حاضر سه نظریه علمی بنیادی در مورد منشاء آب در کره ماه وجود دارد، به علاوه یک فرضیه متهورانه چهارم که هنوز از دیدگاه تئوری رد نشده است.

۳-۱) نظریه اول : فعالیت‌های آتشفشانی، آب موجود در اعماق ماه را به سطح کشانده‌اند.
مطابق این نظریه از همان ابتدای خلقت ماه آب در داخل آن وجود داشت و موقعی که هنوز داخل کره ماه گرم و داغ بوده و فعالیت های آتشفشانی در جریان بوده بخار آب همراه با گازهای دیگر به سطح آمده و جو و آب موجود در ماه را بوجود آورده (در مورد آب های موجود در زمین هم همین را می گویند) مشکل این فرضیه در آن است که در ابتدای پیدایش ماه و زمبن بخش داخلی منظومه شمسی بقدری داغ بود که امکان نگه داری آب در آن موجود نبود در واقع تقریبا تمام آب منظومه شمسی به کمربند سیارک ها(بین مشتری و مریخ) و آنسوتر رفته بود و حداقل فاصله ماه و زمین تا نزدیکترین منابع آب بیش از ۲۵۰ میلون کیلومتر بود .
در واقع هم اینک نیز زمین سیاره پر آبی نیست . قمرهای اروپا (۲ برابر)و گانمید(۳۰ برابر) زمین آب دارند .  

۳-۲) نظریه دوم: آب موجود در سطح ماه، یک محصول خانگی است.
مطابق این نظریه باد خورشیدی که جریانی از ذرات پروتون ( H+) می باشد که در میدان گرانش ماه گیر افتاده و با یون های منفی اکسیژن در بسیاری از کانی ها که غنی از اکسیژن می باشد واکنش داده و منجر به تولید آب شده باشد .
 مطابق این نظریه آب موجود در قمرهای اروپا و گانمید و… هم بدین گونه بوجود آمده باشد .
مشکل این نظریه این است که آب حاصل از این روش آنقدر زیاد نسیت و دیگر این که زمان بسیار طولانی لازم است تا آب بدین وسیله تولید شود در مورد ماه شاید بتوان قبول کرد ولی در مورد زمین و قمرهای پرآب منظومه شمسی نمی توان این نظریه را قبول کرد .
برخی محققان احتمال می‌دهند این آب، محصول مشترک فعل و انفعالات شیمیایی در سطح کره ماه و وزش بادهای خورشیدی باشد.

۳-۳)نظریه سوم: دنباله‌دارها و سیارک‌ها، آب را به ماه آورده‌اند.
بعضی از محققان معتقدند آب موجود در کره ماه، سوغات دنباله‌دارها و خرده‌سیارات یا سیارک‌هایی است که در ترکیبشان آب وجود داشته و میلون ها سال پیش با سطح این قمر برخورد کرده‌اند. بیشتر ذرات آب حاصل از چنین برخوردی باید در فضای کیهان پراکنده شده باشند، اما تعداد اندکی هم می‌توانند توسط نیروی گرانش ماه گرفتار شده باشند.
دانشمندان با بررسی نوع آب موجود در دنباله دارها پی بردند که آب موجود در دنباله دارها با آب زمین و ماه متفاوت بوده و حامل آب سنگین بیشتری هستند .
نکته : سه نوع اتم هیدروژن و بر همین اصل سه نوع آب داریم :
۱- هیدروژن معمولی که نوترون ندارد و با H نمایش داده می شود . آبی که از این نوع اتم تشکیل شده است فرمولش H2O می باشد و آب معمولی نامیده می شود .
۲- هیدروژن سنگین که یک نوترون دارد و با D نمایش داده می شود و دوتریم نامیده می شود .آبی که با این نوع اتم ساخته می شود فرمولش D2O بوده و آب سنگین نامیده می شود .
۳- تریتیوم  هیدروژنی است که دو نوترون داردو با T نمایش داده می شود و تریتیم  نامیده می شود و ابی که با این اتم ساخته می شود اب خیلی سنگین نام دارد و فرمولش T2O می باشد .
در عوض ابی که از شهاب سنگ ها استخراج شده مقدار آب سنگین آن با آب سنگین موجود روی زمین و ماه مطابقت بیشتری دارد . و نشان می دهد که آب موجود در روی زمین و ماه احتمالا از شهاب سنگ ها آمده است .

۳-۴) نظریه چهارم: آب روی ماه از زمین منشاء گرفته است.
طبق این نظریه در میلیاردها سال پیش که فاصله زمین و ماه بسیار کمتر از امروز بوده بادهای خورشیدی قسمت هائی از اتمسفر زمین را که حاوی مقدار قابل توجهی بخار آب بوده با خود به فضا برده و جذب ماه شده است .  
شاید دنباله دارها و شهاب سنگ هائی بسیار بزرگ به زمین برخورد کرده و باعث پراکنده شدن ذرات آب به فضای بین زمین و ماه شده و بعد مقداری از این آب ها جذب ماه شده است .
احتمال زیادی وجود دارد که هر چهار عامل دست به دست هم داده تا آب موجود بر روی ماه را بوجود آورند . آنچه مسلم است آب موجود در ماه به صورت جامد بوده و در عمقی ترین قسمت های خاک ماه یافت می شود . همچنین در قطب های ماه که هیچگاه خورشید نمی تابد و بشدت سرد است مقادیر قابل توجهی آب یافت شود .
زیرا به صورت تله عمل می کند ودمای بسیار پائین تله اجازه نمی دهد که آب مستقیما تصعید شود .

برای مطالعه سایر مقاله های نجومی روی شکل زیر کلیک کنید.

برای مطالعه مقاله های روانشناسی اینجا  را کلیک کنید .

عکس های طبیعت, طبیعت خوانسار , شکوفه های بهاری  , گلستان کوه ,دانلود آلبوم های کامل بهترین و زیباترین عکس ها ,آلبوم هائی با صدها عکس کیفیت بالا ,  در هیچ کجای اینترنت این عکسها را پیدا نمیکنید , عکس هابدون استفاده از تکنیک های فتوشاپ تهیه شده , کاملا طبیعی 

برای آموزش کامل و حرفه ای گوگل مپ روی شکل زیر کلیک کنید

همه جیز در مورد گوگل مپ

۱) هر گونه اظهار نظر را در فرم اظهار نظر کاربران وارد کنید .
۲) نظرات بعد از تایید مدیریت نشان داده می شود .
۳) با انتقادات و پیشنهادات سازنده خود ما را هرچه بیشتر  همراهی کنید . مدیریت از انتقادات و پیشنهادات سازنده شما استقبال میکند .
۴) هرگونه بهره برداری : کپی تمام و یا قسمتی از مطالب این سایت بدون ارجاع منبع آن ممنوع می باشد .
۵) تکثیر فایل های Pdf با ذکر منبع آزاد ولی فروش آن تحت هر عنوان و با ذکر منبع هم ممنوع می باشد .