ภาพนี้แสดงให้เห็นว่าเปลือกโลกมีรูพรุนอย่างมากบนพื้นผิวดวงจันทร์ซึ่งเป็นผลมาจากการแตกหักที่เกิดจากการชนกันหลายพันล้านปี เครดิต: NASA / JPL-Caltech / IPGP
จากการมองดูพื้นผิวดวงจันทร์เรารู้ว่ามันได้รับการตีจากดาวเคราะห์น้อยและดาวหางซึ่งกระทบกับพื้นผิวของมัน แต่รายละเอียดใหม่จากภารกิจ GRAIL เผยให้เห็นการตกแต่งภายในดวงจันทร์ที่อยู่ใต้พื้นผิวที่มีกำแพงล้อมรอบเช่นกันและถูกบดจนเกือบสมบูรณ์ การค้นพบที่น่าประหลาดใจนี้พร้อมกับการค้นพบการแตกหักลึกแสดงให้เห็นว่าในช่วงพันล้านปีแรกดวงจันทร์อาจต้องทนทุกข์ทรมานจากผลกระทบครั้งใหญ่กว่าที่เคยคิดไว้ โดยการอนุมานนี่หมายถึงโลกและดาวเคราะห์โลกอื่น ๆ ในระบบสุริยะก็ต้องทนรับผลกระทบตั้งแต่เนิ่น ๆ เช่นกัน
“ เป็นที่รู้กันว่าดาวเคราะห์นั้นถูกกระทบโดยผลกระทบ แต่ไม่มีใครคาดคิดว่าเปลือก [ของดวงจันทร์] นั้นถูกตีอย่างแรง” มาเรียซูเบอร์นักวิจัยหลักของภารกิจ GRAIL กล่าว “ นี่เป็นความประหลาดใจที่ยิ่งใหญ่มากและจะทำให้ผู้คนจำนวนมากคิดว่านี่หมายถึงอะไรสำหรับวิวัฒนาการของดาวเคราะห์”
ข้อมูล GRAIL ใหม่เห็นด้วยกับการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งชี้ให้เห็นว่าการระดมยิงปลายสายหนักอาจกินเวลานานกว่าที่คาดไว้มาก นอกจากนี้ช่วงเวลา "ปลายสาย" ของการรับผลกระทบ - 3.8 พันล้านถึง 2.5 พันล้านปีก่อน - ไม่ได้เป็นเพียงเพราะใจอ่อน การระเบิดหลายครั้งอาจเป็นการแข่งขันกับผู้ที่สร้างหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดบนดวงจันทร์และอาจมีขนาดใหญ่กว่าผลกระทบจากการฆ่าไดโนเสาร์ที่สร้างหลุมอุกกาบาต Chicxulub เมื่อ 65 ล้านปีก่อน
จากการวัดของ GRAIL ตอนนี้ Zuber และทีมของเธอได้ประสานแผนที่ความละเอียดสูงของแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เข้าด้วยกัน (อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในบทความก่อนหน้าของเรา)
แต่แผนที่ผลลัพธ์ยังเผยให้เห็นสนามแรงโน้มถ่วงภายในที่สอดคล้องกับเปลือกโลกดวงจันทร์ที่แตกอย่างไม่น่าเชื่อ เมื่อเทียบกับพื้นผิวแผนที่ของการตกแต่งภายในจะดูเรียบเนียนเป็นพิเศษ ยกเว้นแอ่งกระแทกขนาดใหญ่เปลือกโลกบนของดวงจันทร์ส่วนใหญ่ไม่มีโครงสร้างหินหนาแน่นและน่าจะทำจากวัสดุพรุนที่มีรูพรุน
แผนที่ดวงจันทร์นี้แสดงการไล่ระดับสีแรงโน้มถ่วงที่คำนวณโดยภารกิจ GRAIL ของนาซ่า สีแดงและสีน้ำเงินสอดคล้องกับการไล่ระดับสีแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง เครดิตรูปภาพ: NASA / JPL-Caltech / CSM
แผนที่แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ของ GRAIL ยังเผยสิ่งก่อสร้างมากมายบนพื้นผิวดวงจันทร์ที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขโดยแผนที่แรงโน้มถ่วงก่อนหน้าของดาวเคราะห์ทุกดวงรวมถึงภูมิประเทศของภูเขาไฟ, วงแหวนกระทบในอ่าง จากการตรวจวัดของ GRAIL นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุว่าเปลือกโลกของดวงจันทร์มีความหนาตั้งแต่ 34 ถึง 43 กิโลเมตรนั้นบางกว่าที่นักธรณีวิทยาดาวเคราะห์เคยสงสัยมาก่อน เปลือกโลกที่อยู่ใต้แอ่งใหญ่บางแห่งแทบไม่มีอยู่เลยแสดงว่าผลกระทบในช่วงแรกอาจขุดเสื้อคลุมดวงจันทร์ขึ้นมาได้หากมีหน้าต่างเข้าไปด้านใน
“ ถ้าคุณมองที่พื้นผิวของดวงจันทร์และพบว่ามันมีมวลชนมากแค่ไหน” ซูเบอร์กล่าวระหว่างการแถลงข่าวในวันพุธจากการประชุมสหภาพธรณีฟิสิกส์อเมริกัน“ นั่นบอกเราว่าดาวเคราะห์บนพื้นโลกทั้งหมดมองในลักษณะนั้น แต่ประวัติศาสตร์โลกไม่ได้ถูกรักษาไว้ เนื่องจากกระบวนการบรรยากาศและการกัดกร่อนบนโลกของเรา ดังนั้นถ้าเราต้องการศึกษาช่วงแรก ๆ เราต้องไปที่อื่นและดวงจันทร์เป็นสถานที่ที่สมบูรณ์แบบสำหรับสิ่งนั้น”
Zuber กล่าวว่าจากการค้นพบรอยแตกบนเปลือกโลกของดวงจันทร์อย่างไม่น่าเชื่อตอนนี้เรารู้แล้วว่าเปลือกโลกของดาวเคราะห์ดวงอื่นน่าจะมีรอยแตกเดียวกันนี้เช่นกัน “ เรามีเหตุผลที่เชื่อได้ว่าการแตกหักของดาวเคราะห์บนพื้นโลกนั้นลึกกว่าและบางทีอาจจะเป็นในกรณีของดวงจันทร์แม้แต่ในเสื้อคลุม สิ่งนี้ส่งผลต่อวิวัฒนาการของดาวเคราะห์เช่นดาวเคราะห์สูญเสียความร้อนอย่างไร” เธอกล่าว
การแตกหักยังเป็นทางเดินสำหรับของเหลวอีกด้วย
“ ดาวอังคารได้รับการตั้งทฤษฎีว่ามีมหาสมุทรโบราณและเราสงสัยว่ามันไปที่ไหน” ซูเบอร์กล่าว “ มหาสมุทรน่าจะเป็นดินและเราเคยเห็นหลักฐานของน้ำใต้ดินบนดาวอังคาร หากมีจุลินทรีย์อยู่บนพื้นผิวดาวอังคารพวกมันอาจลึกลงไปมากดังนั้นการค้นพบครั้งนี้จึงเป็นไปได้เช่นนั้นและเปิดหน้าต่างสู่ช่วงแรก ๆ ของระบบสุริยะของเราและมีความรุนแรงแค่ไหน”
นอกจากการค้นพบของ GRAIL แล้ว Zuber ยังกล่าวอีกว่าความสำเร็จที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งก็คือประสิทธิภาพของยานอวกาศเอง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ของภารกิจนั้นยานสำรวจทั้งสองที่สามารถเดินทางไกลกว่า 200 กิโลเมตรจำเป็นต้องสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงระยะทางระหว่างระยะทางไปถึงภายในไม่กี่สิบไมครอนต่อวินาที แต่จริง ๆ แล้ว GRAIL มีประสิทธิภาพสูงกว่าข้อกำหนดการวัดโดยประมาณหนึ่งในห้าของการแก้ไขการเปลี่ยนแปลงระยะทางของยานอวกาศเป็นหลายร้อยไมครอนต่อวินาที
“ ในภารกิจนี้ด้วยยานอวกาศสองชิ้นทุกอย่างต้องสมบูรณ์เป็นสองเท่า” ซูเบอร์กล่าวเสริมด้วยความภาคภูมิใจ“ ลองจินตนาการว่าคุณเป็นพ่อแม่ที่เลี้ยงลูกแฝดฝาแฝดและลูก ๆ ของคุณนั่งลงที่เปียโนและเล่นคู่อย่างสมบูรณ์แบบ นั่นเป็นความรู้สึก”
แหล่งที่มา: งานแถลงข่าว GRAIL จาก AGU, MIT, JPL
