حقایقی شگفت انگیز درباره ماه
- آنا نوشت: از گذشته تاکنون وضعیت ماه نسبت به زمین، به بشر کمک کرده تا با سهولت بیشتری شبانه‌روز و تقویم‌ها را محاسبه کند. به عنوان مثال، ماه‌های تقویمی تقریباً معادل با زمانی است که گذرِ از یک ماه کامل به ماه کامل بعدی طول می‌کشد. اما مدار ماه نقاط مبهمی نیز دارد. به عنوان مثال ماه همیشه وجه ثابتی از خود را به ما می‌نماید. البته اینکه چه مقدار از این وجه را می‌بینیم به موقعیت ماه نسبت به زمین و خورشید بستگی دارد. با این وجود یک طرف ماه همیشه تاریک است.
ماه اگرچه خود یک قمر است، اما قطر آن تقریباً ۳۴۷۵ کیلومتر است که حتی از پلوتو هم بزرگ‌تر محسوب می‌شود. در منظومه شمسی بیش از ۲۰۰ قمر وجود دارد و قمر سیاره زمین از منظر وسعت در رتبه پنجم قرار می‌گیرد.
ابعاد ماه و محل قرارگیری آن از منظر علم نجوم موضوعی گیج‌کننده است. اندازه ماه کمی بیش از یک‌چهارم (۲۷٪) کره زمین است که بزرگ‌تر از هر قمر دیگری نسبت به سیاره خود به شمار می‌آید. برای برخی از محققان جای سؤال است که زمین چطور جرم به این بزرگی را در حول محور خود نگه داشته است. دانشمندان از ابعاد قابل توجه ماه استنباط می‌کنند که این قمر تأثیر بسزایی بر کره زمین دارد و حتی ممکن است از عواملی باشد که حیات را روی سیاره ما ممکن ساخته است.
ماه چرا اینجاست؟
فرضیه‌های مختلفی در مورد چگونگی ایجاد ماه وجود دارد، اما شواهد اخیر نشان می‌دهد که ماه هنگامی شکل گرفت که یک جرم بزرگ دیگر با زمین اولیه برخورد کرد و در اثر این برخورد عظیم، سیاره گداخته‌مان را شکافت و قطعه‌ای از زمین را جدا کرد که بعد‌ها به صورت ماه درآمد و در مدار زمین قرار گرفت.
دانشمندان تخمین می‌زنند جسمی که طی این رویداد برخوردی به زمین اصابت کرد دارای جرمی حدود ۱۰٪ جرم خود زمین بوده است. از آنجا که ترکیبات زمین و ماه بسیار شبیه به هم است محققان نتیجه گرفته‌اند که این برخورد باید حدود ۹۵ میلیون سال پس از تشکیل منظومه شمسی رخ داده باشد (منظومه شمسی تقریباً ۴.۶ میلیارد سال قدمت دارد).
ماه میلیارد‌ها سال است که به لطف نیروی گرانش در مدار ما قرار دارد
مطالعات سال ۲۰۱۵ که بر اساس شبیه‌سازی مدار سیاره‌های منظومه شمسی اولیه و همچنین اختلافی که به تازگی در مورد فراوانی عنصر تنگستن -۱۸۲ در زمین و ماه کشف شده، وزن بیشتری به این نظریه بخشیده است.
اگرچه نظریه رویداد برخوردی در حال حاضر در جامعه علمی دست بالا را دارد، اما چندین ایده دیگر نیز برای شکل‌گیری ماه وجود دارد. برای مثال اینکه ماه یک جرم آسمانی آزاده بوده و زمین به نوعی آن را اسیر خود کرده و یا براساس یک فرضیه جدیدتر این موضوع مطرح می‌شود که زمین حتی ماه را از سیاره زهره دزدیده است!
قمر زمین از چه تشکیل شده است؟
ماه به احتمال زیاد هسته بسیار کوچکی دارد که فقط ۱٪ تا ۲٪ از جرم آن را تشکیل می‌دهد و تقریباً ۶۸۰ کیلومتر عرض دارد. احتمالاً بیشتر ماه از آهن تشکیل شده است، اما ممکن است حاوی مقادیر زیادی گوگرد و سایر عناصر نیز باشد.
گوشته سنگی ماه حدود ۱۳۳۰ کیلومتر ضخامت دارد و از سنگ‌های متراکم متشکل از آهن و منیزیم تشکیل شده است. در گذشته ماگما یا مواد گداخته از گوشته به پوسته ماه راه می‌یافت و بیش از ۱ میلیارد سال در آنجا آتشفشان فوران می‌کرد.
پوسته‌ای که سطح ماه را در بر می‌گیرد به طور متوسط حدود ۷۰ کیلومتر عمق دارد. سطح ماه مملو از دهانه‌های تشکیل‌شده ناشی از برخورد سیارک‌هایی است که میلیون‌ها سال پیش با آن تصادف داشته‌اند و، چون ماه فاقد هوا است، این دهانه‌ها فرسایش پیدا نکرده‌اند.
میانگین ترکیب‌بندی پوسته ماه به طور تقریبی متشکل از ۴۳٪ اکسیژن، ۲۰٪ سیلیسیم، ۱۹٪ منیزیم، ۱۰٪ آهن، ۳٪ کلسیم، ۳٪ آلومینیوم، ۰.۴۲٪ کروم، ۰.۱۸٪ تیتانیوم و ۰.۱۲٪ منگنز است.
هسته ماه در بین لایه‌های مختلف بسیار کوچک است
مایه حیات و اتمسفر ماه
مدارگرد‌ها آثاری از آب را در سطح ماه پیدا کرده‌اند که ممکن است منشاء آن اعماق زیر سطح ماه باشد. آن‌ها همچنین صد‌ها گودال را پیدا کرده‌اند که می‌تواند کاوشگرانی را که به مدت طولانی روی ماه خواهند ماند را در خود جای دهد.
مشاهدات در حال انجام از جانب مدارگرد شناسایی ماه (LRO) نشان داده است که آب در دامنه‌های رو به قطب جنوب ماه یافت می‌شود اگرچه دانشمندان متوجه شده‌اند که مقدار آب آنجا با یک بیابان خشک زمین قابل مقایسه است. در همین حال یک مطالعه در سال ۲۰۱۷ نشان داد که فضای داخلی ماه نیز ممکن است آب وجود داشته باشد.
ماه جو بسیار رقیقی دارد بنابراین یک لایه گرد و غبار یا یک رد پا می‌تواند برای قرن‌ها بدون مزاحمت سر جای خود باقی بماند. از سوی دیگر به دلیل فقدان اتمسفر قابل توجه، دما در آنجا متوازن نیست. دمای سمت آفتابی ماه تا ۱۳۴ درجه سانتیگراد می‌رسد. اما دما در بخش تاریک حدوداً -۱۵۳ درجه سانتیگراد است.
گرانش ماه و زمین بر هم اثر می‌گذارد
گرانش ماه در زمین حس می‌شود و باعث افزایش و کاهش قابل پیش‌بینی سطح آب دریا‌ها می‌شود که به جزر و مد معروف است. جزر و مد تا حد بسیار کمتری در جو و پوسته زمین نیز رخ می‌دهد.
کشش ماه همچنین سرعت چرخش زمین را می‌کاهد، این اثر به «ترمز جزر و مدی» معروف است. پایین آمدن سرعت گردش زمین موجب افزایش طول روز می‌شود به همین جهت طول روز‌های زمین در هر قرن ۲.۳ میلی ثانیه افزایش پیدا می‌کند. انرژی ناشی از این کشش، روی ماه که جرم کمتری نسبت به زمین دارد نیز تأثیر می‌گذارد و فاصله آن را از زمین می‌افزاید به این معنی که ماه سالانه ۳.۸ سانتی‌متر دورتر می‌شود.
پایین آمدن سرعت گردش زمین موجب افزایش طول روز می‌شود به همین جهت، طول روز‌های زمین در هر قرن ۲.۳ میلی ثانیه افزایش پیدا می‌کند.
نیروی جاذبه ماه با تعدیل درجه لرزش یا لنگی چندلری (Chandler wobble) در انحراف محوری زمین ممکن است کلید تبدیل زمین به سیاره‌ای قابل سکونت باشد که طی میلیارد‌ها سال به برقراری آب‌وهوای نسبتاً پایدار در زمین منجر شده و زندگی را در آن مهیا ساخته است. ماه نیز از تأثیر متقابل زمین در امان نمانده است و یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که گرانش زمین باعث ایجاد شکل امروزی آن شده است.
کسوف و خسوف
در هنگام خسوف یا ماه‌گرفتگی، ماه، زمین و خورشید در یک خط تقریباً مستقیم قرار می‌گیرند (یا تقریباً همینطور است). ماه‌گرفتگی زمانی اتفاق می‌افتد که زمین بین خورشید و ماه قرار دارد و سایه زمین را روی ماه می‌افتد. ماه‌گرفتگی فقط در زمان ماه کامل رخ می‌دهد.
کسوف یا خورشیدگرفتگی هنگامی اتفاق می‌افتد که ماه از میان خورشید و زمین عبور کند و سایه ماه را روی زمین بیفتد. خورشیدگرفتگی فقط در هنگام ماه نو رخ می‌دهد.
بسته به نقطه‌ای که در آن قرار داریم خسوف کلی یا جزئی یا نیم‌سایه‌ای خواهد بود
البته کسوف بسته به درجه‌ای که ماه مانع از تابش خورشید شود می‌تواند به صورت کامل، حلقه‌ای یا جزئی باشد. خورشیدگرفتگی کامل در یک مکان مشخص نادر است، زیرا سایه ماه روی سطح زمین بسیار کم است.
آخرین کسوف در ایران یک خورشیدگرفتگی حلقه‌ای بود که در ۱ تیر ۱۳۹۹ خورشیدی مشاهده شد و کسوف بعدی که آن هم جزئی است، ۳ آبان ۱۴۰۱ رخ خواهد داد. اما پس از شش کسوف جزئی در سال‌های آتی، سرانجام در ۳۰ اسفند ۱۴۱۲ یک خورشیدگرفتگی کلی در بخش‌هایی از ایران قابل مشاهده خواهد بود.
محور چرخش زمین نسبت به صفحه دایره‌البروج یعنی یک قرص خیالی از مدار زمین به دور خورشید، حدود ۲۳.۵ درجه کج است. این بدان معنی است که نیمکره‌های شمالی و جنوبی بسته به زمان سال تا حدی به سمت خورشید یا دور از خورشید قرار دارند و میزان تابش متفاوتی را از جانب خورشید دریافت می‌کنند که همین مسئله باعث ایجاد فصول مختلف سال می‌شود. محور ماه برخلاف زمین فقط حدود ۱.۵ درجه کج است بنابراین ماه فصول قابل توجهی را تجربه نمی‌کند.