الزجاج على القمر وتأثير القصف الإشعاعي عليه لمليارات السنين

اكتشف فريق من العلماء أن مليارات السنين من التعرض للإشعاع جعلت الزجاج على القمر أكثر صلابة.

وفي ورقة بحثية منشورة في مجلة Science Advances، تصف المجموعة المؤلفة من علماء المواد في مختبر مواد بحيرة سونغشان، وزملائهم من الأكاديمية الصينية لتكنولوجيا الفضاء والأكاديمية الصينية للعلوم، كيف قاموا باختبار عينات من الثرى القمري التي جلبتها مركبة الهبوط القمرية الصينية Chang'e-5 إلى الأرض ثم عالجوا العينات لتجديدها لأغراض المقارنة.

What exposure to #radiation does to #glass on the moon over billions of years @ScienceAdvanceshttps://t.co/77F38sWHPXhttps://t.co/CFAQvVMbtC

— Phys.org (@physorg_com) November 10, 2023

وصنع البشر الزجاج منذ ما يقرب من 4000 عام، ومن ناحية أخرى، فإن الطبيعة تفعل ذلك منذ مليارات السنين.

وفي هذا العمل الجديد، قام الفريق العلمي بدراسة الزجاج الذي تكون بشكل طبيعي على القمر عن طريق اصطدام النيازك وذوبان الثرى القمري، والذي يبلغ عمر بعضه مليارات السنين.

وأظهرت الأبحاث السابقة أن سطح القمر مليء بقطع صغيرة من الزجاج، كل منها تعرض للأشعة الكونية والإشعاع من الشمس.

وأراد العلماء معرفة نوع التأثير الذي أحدثه هذا القصف الإشعاعي على زجاج القمر.

ولمعرفة ذلك، حصل الباحثون على خمس قطع صغيرة جدا من الزجاج أعادتها مركبة الهبوط القمرية Chang’e-5، ولم يكن حجم كل منها أكبر من عرض شعرة الإنسان.

وتمت دراسة كل منها باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ، ما أعطى الفريق فكرة عن بنيتها. وقاموا أيضا بضغط كل عينة لمعرفة كيفية تفاعلها مع القوة.

وأعطت كلتا الطريقتين للدراسة العلماء خطا أساسيا لمعرفة المزيد حول كيفية تأثير الزمن على قطع الزجاج.

ثم قام العلماء بتعريض كل عينة من العينات الزجاجية لحرارة شديدة تبلغ 650 درجة مئوية لمدة خمس دقائق تقريبا. وكانت مثل هذه المعالجة الحرارية كافية لجعل الزجاج يبدأ في الذوبان، وهي معالجة يقترح الفريق أنها أعادت العينات إلى شكلها الأصلي.

وقد أتاح ذلك للعلماء مقارنة الشكل الأصلي للزجاج بحالته الحالية، ما سمح لهم بمعرفة ما فعلته به مليارات السنين من الإشعاع.

وعند النظر إلى الاختلافات، وجد الفريق تغييرات كبيرة في معامل يونغ، الذي يختبر مقدار القوة التي يمكن أن تتحملها المادة قبل أن تتشوه، ووجدوا تغييرات تصل إلى 70%. كما وجدوا أيضًا أن القصف الإشعاعي جعل الزجاج أكثر صلابة.