أعلن علماء صينيون اكتشاف مادة الجرافين في التربة القمرية، في العينات التي جمعتها مهمة Change-5 قبل نحو 4 سنوات من القمر.

ويتحدى هذا الاكتشاف الرائد، النظرية المقبولة على نطاق واسع فيما يتعلق بأصل القمر.

ووجد فريق جامعة جيلين، الذي يقود هذا البحث، أن وجود الكربون في التربة القمرية يتناقض مع الاعتقاد السائد منذ فترة طويلة بأن القمر تشكل من اصطدام كوكب صغير بالأرض.

وتشير نظرية الاصطدام العملاق، والتي كانت التفسير السائد لأصل القمر، إلى أن القمر مستنفد الكربون.

وحصلت هذه النظرية على دعم كبير من خلال التحليلات المبكرة لعينات مهمة أبولو. ومع ذلك، فإن اكتشاف الجرافين – وهو شكل نقي من الكربون – يثير تساؤلات حول هذه النظرية.

وذكر الباحثون في مخطوطة غير محررة حسب صحيفة South China Morning Post، إن دراسة حديثة من اليابان تحدت أيضًا نظرية الاصطدام من خلال إظهار تدفقات انبعاث أيون الكربون عبر سطح القمر، ما يشير إلى وجود الكربون الأصلي. وللتعمق أكثر في أصول هذا الكربون، ركز فريق البحث الصيني على دراسة العينات القمرية الأصغر سنا. يبلغ عمر هذه العينات حوالي 2 مليار سنة. كان الهدف هو كشف البنية البلورية للكربون الأصلي الموجود على القمر.

وبعد تحليل الجرافين الموجود في هذه العينات، اقترح الباحثون أن القمر قد يكون لديه عملية احتجاز الكربون على سطحه. ومن المحتمل أن تفسر هذه العملية وجود الكربون، ما يتحدى الافتراضات السابقة حول تكوين القمر وتاريخه.

وشدد الفريق، الذي ضم خبراء من مختبر شنيانج الوطني لعلوم المواد والمختبر الصيني لاستكشاف الفضاء السحيق، على أن النتائج التي توصلوا إليها يمكن أن تعيد فهم المكونات الكيميائية وتاريخ القمر.

عثر على الجرافين، وهو مادة كربونية فائقة القوة أحادية الطبقة، في صخور القمر من مهمة أبولو 17. يشير هذا الاكتشاف الذي أجرته وكالة ناسا إلى أن الوجود جاء نتيجة اصطدامات النيزك، وليس رياح الشمس.

واعترف العلماء الصينيون بأن تأثيرات النيزك يمكن أن تساهم أيضًا في تكوين الكربون الجرافيتي، كما اقترح باحثو ناسا.

وكتب الفريق الصيني: 'إن إجراء المزيد من التحقيقات المتعمقة في خصائص الجرافين الطبيعي من شأنه أن يوفر المزيد من المعلومات حول التطور الجيولوجي للقمر'، وفقا لمجلة interestingengineering.

استخدم العلماء مطيافية رامان، وهي تقنية قوية لتحليل المواد، إلى جانب طرق مجهرية أخرى، لفحص عينة صغيرة من صخور القمر يبلغ حجمها حوالي 2.9 × 1.6 ملم. والعينة، التي استعادتها مهمة Change-5 في عام 2020، مأخوذة من منطقة بركانية على الجانب القريب من القمر 'لم تتأثر بشدة بالتدخل البشري'.

تم اكتشاف الجرافين على شكل رقائق فردية وكجزء من 'غلاف الكربون' الذي يحتوي على عناصر مثل الصوديوم والمغنيسيوم والألومنيوم والسيليكون والكالسيوم والقصدير والحديد.

وأوضح الباحثون أن 'المزيد من الفحص تحت التكبير العالي يؤكد أن كربون الجرافيت الذي اكتشفه أطياف رامان هو عبارة عن جرافين قليل الطبقات'، يتكون من طبقتين إلى 7 طبقات.

يشير وجود الحديد فقط في المناطق الغنية بالكربون إلى أنه ربما يكون قد أدى إلى تحول المواد الكربونية السابقة إلى الجرافيت. يشير هيكل الجرافين إلى أنه تشكل من خلال 'عمليات درجات الحرارة العالية الناتجة عن الانفجارات البركانية'، والتي ربما سمحت للتربة القمرية الحاملة للحديد بالتفاعل مع جزيئات الغاز المحتوية على الكربون في الرياح الشمسية، ما يؤدي إلى التحفيز المعدني.

وانتهى الفريق إلى أن 'الأهم من ذلك أن هذه الآلية تشير إلى وجود عملية احتجاز الكربون على القمر، مما قد يؤدي إلى التراكم التدريجي للكربون الأصلي'. لا تلقي هذه النتيجة الشكوك حول نظريات تكوين القمر الحالية فحسب، بل تقدم أيضًا وعدًا بإنشاء طرق أفضل وأرخص لإنتاج الجرافين.