لمليارات السنين، قاد حقل الأرض المغناطيسي جسيمات صغيرة من جوّها إلى القمر، وفقاً لبحث جديد. يفسر هذا العملية الفائض في المركبات المتطايرة في عينات بعثة أبولو، ويوحي بأن سطح القمر يحفظ تاريخ الجوّ الأرضي. قد تساعد هذه النتائج في استكشاف القمر المستقبلي من خلال تسليط الضوء على الموارد المحتملة على القمر.
كشف بحث جديد من جامعة روتشستر أن حقل الأرض المغناطيسي، بدلاً من منعه، سهّل نقل الجسيمات الجوية إلى القمر على مدى مليارات السنين. المنشور في Communications Earth & Environment في عام 2025، يتحدى الدراسة الافتراضيات السابقة ويستخدم محاكيات حاسوبية لتوضيح كيفية تفاعل الرياح الشمسية مع جوّ الأرض.
صخور القمر وتربته من بعثات أبولو في السبعينيات تحتوي على مركبات متطايرة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والهيليوم والأرغون والنيتروجين في الريغوليث. بينما يأتي بعضها من الرياح الشمسية، فإن الكميات —خاصة النيتروجين— تتجاوز ما يمكن أن توفره المصادر الشمسية وحدها. في عام 2005، اقترح علماء من جامعة طوكيو أن هذه جاءت من جوّ الأرض المبكر، قبل تشكل الحقل المغناطيسي الذي من المفترض أنه منع الهروب.
فريق روتشستر، بما في ذلك الطالب الدراسات العليا Shubhonkar Paramanick، والبروفيسور Eric Blackman، والبروفيسور John Tarduno، والعالم الحاسوبي Jonathan Carroll-Nellenback، قام بنمذجة سيناريوهين: أرض مبكرة بدون حقل مغناطيسي ورياح شمسية أقوى، مقابل الأرض الحديثة بحقلها الواقي ورياح شمسية أضعف. أظهرت محاكياتهم أن نقل الجسيمات أكثر كفاءة اليوم، حيث تقوم الرياح الشمسية بإزاحة الجسيمات المشحونة من الجو العلوي، التي تسافر ثم على طول خطوط الحقل المغناطيسي الممتدة إلى مدار القمر.
«من خلال دمج بيانات الجسيمات المحفوظة في تربة القمر مع النمذجة الحاسوبية لكيفية تفاعل الرياح الشمسية مع جوّ الأرض، يمكننا تتبع تاريخ جوّ الأرض وحقلها المغناطيسي»، يقول Eric Blackman، أستاذ في قسم الفيزياء والفلك.
هذا التبادل المستمر يعني أن تربة القمر تعمل كأرشيف للماضي المناخي والتطوري للأرض. كما يشير إلى فوائد عملية: المركبات المتطايرة مثل الماء والنيتروجين يمكن أن تدعم رواد الفضاء، مما يخفف اللوجستيات للإقامات الطويلة الأمد.
«قد يكون دراساتنا له أيضاً آثار أوسع في فهم هروب الجو المبكر على كواكب مثل المريخ»، يضيف Paramanick، مشيراً إلى أن المريخ كان لديه حقل مغناطيسي مشابه وجو أكثر كثافة في السابق.
تم تمويل العمل من قبل NASA وNational Science Foundation.