كيفية تشكل فوهات القمر البركانية مختلفة الحجم

2013 دليل مراقب القمر

بيتر غريغو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

علم الفلك

إن جميع أحواض القمر الحلقية والسهول ذات الجدران والغالبية الساحقة من الفوهات البركانية المشاهدة عبر التليسكوب تشكلت بالاصطدام بالكويكبات.

ورغم ذلك، لاتتشابه اثنتان منهم تماماً. وحتى الفوهات البركانية ذات الحجم المتماثل في نفس الأرض يمكن أن تبدو شديدة الاختلاف عن بعضها الآخر، رغم أن طريقة تشكلها كانت متطابقة.

معظم فوهات القمر البركانية الأصغر هي ببساطة فتحات في التربة (الثرى) تشكل بفعل ارتطام/اصطدام النيازك التي كانت أصغر من أن تتغلغل لتصل إلى القعر. يُرى الكثير من أنواع هذه الحفيرات في الصور التي التقطتها بعثة أبولو على سطح القمر.

وُجد أن العينات المأخوذة من هذه الحفر مصطفة بحبات من الزجاج المشكلة من مواد الثرى المنصهرة بفعل الاصطدام، وربما تتوضع بعض أجزاء النيزك المتشظي مدفونة تحت أرضية الفوهة البركانية ومبعثرة حول الثرى المحيط.

معظم الفوهات البركانية الأكبر من 30 متراً بفعل الأجسام الكونية المرتطمة، التي تمكنت من الحفر بما يكفي خلال الثرى لتضرب القعر القمري الصلب. هذه الفوهات البركانية قليلة العمق بالنظر إلى قطرها. فهي تُظهر حواف مرتفعة وتحيط بها طبقات من المواد المقذوفة أكثر بعدة مرات من قطر الفوهة. حصل علماء الفلك في مشروع أبولو على عينات البيئات القمرية.حيث كانت قد وضعت مسبقاً أجزاء من صخور القمر التي انقذفت بفعل الارتطام (الاصطدام).

سيوزع الاصطدام القمري الصغير المقذوفات في نمط مألوف. فالمواد التي كانت وضعت في وقت ما أقرب ما يكون إلى السطح ستترسب في أبعد مسافة عن موقع الاصطدام. وسيتكون الكثير منها ليُشكل حافة كبيرة مكتنزة تملأ معظم حفر الفوهات البركانية لحد ما بالمقذوفات التي عادت وسقطت في الحفرة، إلى جانب العمليات اللاحقة من زحف التربة ( الانتقال التدريجي للمواد السطحية الرخوة على امتداد المنحدر) والحت (التعرية). وهذا يعني أن الكثير من طبقات الثرى والصخور القمرية قبل تشكل الفوهة البركانية تختفي تحت أكوام الركام.

يحدث الانتقال من الحفر الميكانيكي البسيط للفوهة البركانية إلى تشكل الفوهة الانفجاري عندما ترتطم كويكبات ضخمة شديدة السرعة بالقمر بطاقة كافية لنسف الفوهات البركانية ذات العرض الأكبر من 2 كم، وهو الحجم الحدي لأكثر تليسكوبات الهواة دقة. إن نظم المقذوفات البركانية لهذه الفوهات البركانية الارتطامية تضم فوهات بركانية ثانوية تجمعت في مجموعات صغيرة من المواد المقذوفة بفعل الارتطام الأصلي. ينشأ حوالي 75% من طبقة المقذوفات البركانية من آثار الزبد في المناطق الخارجية من الثرى الذي شكلته أكوام هائلة من الركام المتساقط والاصطدامات الثانوية. وقد تكون الفوهات البركانية الأكبر محاطة بأخديد شعاعية الشكل، يتخذ العديد منها شكل سلسلة فوهات أو فوهات بركانية ممدودة، واضحة حول المعالم مثل فوهة كوبر نيكوس بقطر 93 كم. تشكل الحواف الشعاعيةوالتراكوة أجنجة العديد من ملامح القمر الارتطامية الأكبر، وتكون الجدران الداخلية غالباً منحدرة أكثر بحوالي مرتين من الأجنحة الخارجية.

يمكن أن يكون للفوهات البركانية القمرية نسبة عمق / قطر بقدر 1:30، وهي حقيقة قد تفاجئ أي شخص قام بمراقبة الفوهات البركانية قرب خط الفصل على القمر (بين الجزء المنير والمظلم) وتخيل بأنها أغوار منحدرة الجوانب وعميقة بشكل لا يُصدق. بالنسبة لأي شخص يقف على سطح القمر، فإن قمة جبل ارتفاعه 300 متر ستختفي تحت الأفق المنبسط عند مسافة 102 كم تقريباً. سيكون ممكناً في حالة الفوهات البركانية الكبرى الوقوف عند الحافة لتكون غير قادر على النظر عبر الفوهة إلى الجانب الآخر لأن انحناء سطح القمر يأخذه تحت الأفق المنظور بكثير.

توجد الهضاب المركزية أو ذرا الجبال على أرضيات العديد من الفوهات البركانية الارتطامية الكبيرة. وهي تتولد بفعل الإرتداد الذي يحدث بعد ارتطام كبير. عندما ينفجر المرتطم المتبخر والصخر الفائق السخونة الذي يتشكل حوله في العمق داخل قشرة القمر فإن مرونة القاع الصخر تجعل القوة المندفعة نحو الخارج تعمل بسهولة أكبر (13) إلى الجانبين ونحو الأعلى من مركز الانفجار، مشكلة منطقة متوسعة مستديرة الشكل من المواد. هذا سيميل إلى حفر قاعدة فوهة بركانية حلقية الشكل يصدر منها اندفاع صاعد بعد الارتطام مباشرة، بحيث تتعرض الصخور الكامنة إلى درجة من الإرتداد المرن. تُظهر الملامح الارتطامية الكبيرة جداً حلقات متعددة بدل النجود المركزية، وإحدى الفوهات الكبرى ذات الكتلة الصخرية المركزية هي فوهة تزيولكوفسكي الواقع على الجانب البعيد، بقطر حوالي 185 كم, وما إن تتشكل فوهة بركانية كبيرة، تبدأ قشرة القمر بالاستجابة لمجموعة متغيرة من الضغوط. تنتج التضاريس المتعددة غالباً من هذه الانزلاقات الأرضية التي تحدث على نطاق واسع. يمكن عبر التليسكوب ملاحظة الجدران الداخلية الشديدة التعقيد لبعض الفوهات البركانية الكبيرة، والمثال الأبرز هو الجزء الداخلي لفوهة كوبرنيكوس.