
ทีมนักวิทยาศาสตร์ค้นพบหลักฐานใหม่ที่อาจพลิกความเข้าใจเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ยุคแรกเริ่มของดวงจันทร์ โดยชี้ว่าแอ่งกระแทกขนาดยักษ์ที่ขั้วใต้ไม่ได้เกิดจากการพุ่งชนจากทางใต้ตามที่เคยเชื่อกัน แต่แท้จริงแล้วเกิดจากดาวเคราะห์น้อยมหึมาที่พุ่งมาจากทิศเหนือเมื่อประมาณ 4,300 ล้านปีก่อน การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่อธิบายลักษณะภูมิประเทศที่ไม่สมมาตรของดวงจันทร์ แต่ยังเป็นกุญแจสำคัญที่ไขปริศนาว่าทำไมแร่ธาตุสำคัญถึงกระจุกตัวอยู่แต่ในฝั่งที่เรามองเห็น และยังเป็นแผนที่นำทางให้ภารกิจโครงการอาร์ทิมิส (Artemis program) ของ NASA ไปสู่การค้นพบครั้งประวัติศาสตร์
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์ต่างสงสัยว่าเหตุใดดวงจันทร์ด้านใกล้ (Near side) ที่เรามองเห็นจากโลก จึงมีพื้นผิวที่ค่อนข้างเรียบ เต็มไปด้วยที่ราบภูเขาไฟสีเข้ม ที่ทำให้เราเห็นเป็นรูปกระต่าย ในขณะที่ดวงจันทร์ด้านไกล (Far side) กลับเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตและมีเปลือกที่หนากว่าอย่างเห็นได้ชัด ล่าสุด งานวิจัยที่นำโดย เจฟฟรีย์ แอนดรูส์-ฮันนา นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature ได้เสนอคำอธิบายที่น่าทึ่งซึ่งเชื่อมโยงกับเหตุการณ์การพุ่งชนครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ดวงจันทร์
การพุ่งชนครั้งนั้นได้ก่อให้เกิดแอ่งเซาท์โพล-เอตเคน (South Pole-Aitken basin) ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่และเก่าแก่ที่สุดบนดวงจันทร์ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางกว่า 2,500 กิโลเมตร ทีมวิจัยได้วิเคราะห์รูปร่างของแอ่งที่มีลักษณะเป็นวงรีคล้ายหยดน้ำหรือผลอะโวคาโด และพบว่าแอ่งมีลักษณะแคบลงทางทิศใต้ ซึ่งเป็นรูปแบบที่สอดคล้องกับการพุ่งชนของดาวเคราะห์น้อยที่มาจากทิศเหนือแล้วพุ่งเฉียงลงมาทางใต้ ซึ่งสวนทางกับทฤษฎีเดิมที่คาดว่าเป็นการชนจากทิศใต้
การค้นพบนี้ชี้ว่า บริเวณขอบแอ่งทางตอนใต้ คือบริเวณที่เศษซากจากการชน ซึ่งเป็นวัตถุจากส่วนลึกภายในดวงจันทร์ ถูกสาดกระเซ็นออกมาทับถมกันหนาแน่นที่สุด เปรียบเสมือนขุมทรัพย์ทางธรณีวิทยาที่รอการขุดค้น
เพื่อทำความเข้าใจให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น เราต้องย้อนกลับไปในยุคที่ดวงจันทร์ยังเป็นมหาสมุทรแมกมา (Magma Ocean) ที่หลอมเหลวทั้งดวง เมื่อดวงจันทร์ค่อยๆ เย็นตัวลง แร่ธาตุที่หนักกว่าจะจมลงไปเป็นแกนกลางและเนื้อดวงจันทร์ (Mantle) ส่วนแร่ธาตุที่เบากว่าจะลอยขึ้นมาเป็นเปลือก (Crust)
อย่างไรก็ตาม มีธาตุบางกลุ่มที่ไม่สามารถตกผลึกเข้ากับชั้นใดได้ และถูกบีบอัดให้ไปรวมกันอยู่ในแมกมาส่วนสุดท้ายที่ยังไม่แข็งตัว ธาตุเหล่านี้คือ KREEP ซึ่งเป็นตัวย่อของ โพแทสเซียม (K) ธาตุหายาก (Rare Earth Elements) และฟอสฟอรัส (P)
แอนดรูส์-ฮันนา เปรียบเทียบปรากฏการณ์นี้ว่า “เหมือนเวลาที่เราเผลอเอาน้ำอัดลมกระป๋องไปแช่ช่องฟรีซ เมื่อน้ำเริ่มแข็งตัว แต่น้ำเชื่อมฟรุกโตสที่มีความเข้มข้นสูงจะยังคงสภาพเป็นของเหลวและไปกระจุกตัวอยู่ในส่วนสุดท้ายที่แข็งตัวช้าที่สุด บนดวงจันทร์ก็เกิดเรื่องคล้ายกันกับ KREEP”
ทฤษฎีใหม่ชี้ว่า ขณะที่เปลือกดวงจันทร์ด้านไกลเริ่มหนาตัวขึ้น มันได้บีบมหาสมุทรแมกมาที่อุดมด้วย KREEP ให้ไหลไปกระจุกตัวอยู่ใต้เปลือกดวงจันทร์ด้านใกล้ที่บางกว่า
การพุ่งชนของดาวเคราะห์น้อย จากทิศเหนือที่สร้างแอ่งเซาท์โพล-เอตเคน จึงเปรียบเสมือนการเจาะหน้าต่างผ่านเปลือกดวงจันทร์ เผยให้เห็นชั้น KREEP ที่ซ่อนอยู่ข้างใต้ หลักฐานสำคัญคือการตรวจพบธาตุทอเรียมกัมมันตรังสี ในปริมาณสูงที่ขอบแอ่งด้านตะวันตก ซึ่งสอดคล้องกับแบบจำลองที่ว่า KREEP ถูกบีบไปอยู่ทางฝั่งนั้นพอดี
การศึกษานี้ไม่เพียงแต่ไขปริศนาความไม่สมมาตรของดวงจันทร์และที่มาของ KREEP แต่ยังชี้เป้าให้ภารกิจอาร์ทิมิสได้อย่างแม่นยำว่า บริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ คือสถานที่ที่ดีที่สุดในการเก็บตัวอย่างหินจากชั้นเนื้อของดวงจันทร์ ซึ่งเป็นวัตถุโบราณอายุหลายพันล้านปีที่ไม่เคยถูกรบกวนมาก่อน
ตัวอย่างหินที่นักบินอวกาศจะนำกลับมายังโลก จะถูกส่งไปวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการที่ทันสมัยทั่วโลก และอาจเป็นจิ๊กซอว์ชิ้นสุดท้ายที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เขียนประวัติศาสตร์การกำเนิดและวิวัฒนาการของดวงจันทร์ขึ้นมาใหม่ได้อย่างสมบูรณ์
ข้อมูลอ้างอิง: Science Daily
- The Moon’s south pole hides a 4-billion-year-old secret