उन्नत परमाणु जांच टोमोग्राफी तकनीक का उपयोग करते हुए एक नए अध्ययन ने निर्धारित किया है कि पृथ्वी का चंद्रमा 4.46 अरब वर्ष पुराना है, जो पिछले अनुमानों से 40 मिलियन वर्ष पुराना है। अपोलो 17 के चंद्र क्रिस्टल का विश्लेषण करके की गई खोज, चंद्रमा के गठन और पृथ्वी के पर्यावरण पर इसके प्रभाव की गहरी समझ प्रदान करती है।
नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने अपोलो 17 मिशन के दौरान अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा एकत्र किए गए चंद्र नमूनों के विश्लेषण में भाग लिया। 1972 में अपोलो 17 मिशन के दौरान एकत्र किए गए छोटे चंद्र क्रिस्टल का विश्लेषण करके, वैज्ञानिकों ने चंद्रमा की अनुमानित आयु को संशोधित किया है। पहले माना जाता था कि चंद्रमा 4.425 अरब वर्ष पुराना है, नए विश्लेषण से पता चलता है कि चंद्रमा लगभग 4.46 अरब वर्ष पुराना है, जो पिछले अनुमान से 40 मिलियन वर्ष पुराना है।
फील्ड म्यूजियम और ग्लासगो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी की परमाणु जांच टोमोग्राफी सुविधा द्वारा संभव बनाया गया अध्ययन, नमूने में सबसे पुराने क्रिस्टल की उम्र "निर्धारित" करता है। चंद्रमा की धूल में छिपे इन जिक्रोन क्रिस्टल की उम्र का खुलासा करके, शोधकर्ता चंद्रमा के निर्माण की समयरेखा को एक साथ जोड़ने में सक्षम थे।
यह शोध हाल ही में जियोकेमिकल पर्सपेक्टिव्स लेटर्स जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
अंतरिक्ष अनुसंधान का तकनीकी विकास
अध्ययन के सह-लेखकों में से एक, नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के डाइटर इस्हेम ने कहा, "यह अध्ययन 1972 में आखिरी मानवयुक्त चंद्र मिशन के पृथ्वी पर लौटने के बाद से हमारे द्वारा की गई जबरदस्त तकनीकी प्रगति को दर्शाता है।" "ये नमूने आधी सदी पहले पृथ्वी पर लाए गए थे, लेकिन आज ही हमारे पास परमाणु जांच टोमोग्राफी सहित आवश्यक स्तर के सूक्ष्म विश्लेषण करने के लिए आवश्यक उपकरण थे।"
परमाणु-दर-परमाणु विश्लेषण के माध्यम से, शोधकर्ता यह गणना करने में सक्षम थे कि जिक्रोन क्रिस्टल में कितने परमाणु रेडियोधर्मी क्षय से गुजर चुके थे। जब एक परमाणु का क्षय होता है, तो यह प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को त्यागकर विभिन्न तत्वों में परिवर्तित हो जाता है। उदाहरण के लिए, यूरेनियम विघटित होकर सीसा बन जाता है। अब जब वैज्ञानिकों ने यह निर्धारित कर लिया है कि इस प्रक्रिया में कितना समय लगेगा, तो वे यूरेनियम और सीसा परमाणुओं के अनुपात को देखकर नमूने की उम्र का आकलन कर सकते हैं।
"रेडियोमेट्रिक डेटिंग एक घंटे के चश्मे की तरह काम करती है। एक घंटे के चश्मे में, रेत एक कांच के गोले से दूसरे में बहती है, और समय बीतने को निचले गोले में रेत के संचय द्वारा दर्शाया जाता है। रेडियोमेट्रिक डेटिंग इसी तरह काम करती है, मूल परमाणुओं की संख्या और उनके द्वारा परिवर्तित होने वाले बेटी परमाणुओं की संख्या की गणना करके। चूंकि रूपांतरण दर ज्ञात है, इसलिए समय बीतने की गणना की जा सकती है।"
इशहेम नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के मैककॉर्मिक स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग विभाग में एक शोध सहयोगी प्रोफेसर और नॉर्थवेस्टर्न सेंटर फॉर एटॉमिक प्रोब टोमोग्राफी (एनयूसीएपीटी) के निदेशक हैं। डेविड सीडमैन, सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के एमेरिटस मैककॉर्मिक प्रोफेसर और एनयूसीएपीटी के संस्थापक निदेशक, अध्ययन के सह-लेखक भी हैं। हेक फील्ड संग्रहालय में उल्कापिंड और ध्रुवीय अध्ययन के रॉबर्ट प्रिट्जकर क्यूरेटर, नेगौनी सेंटर फॉर इंटरएक्टिव रिसर्च के वरिष्ठ निदेशक और शिकागो विश्वविद्यालय में प्रोफेसर हैं। ग्लासगो विश्वविद्यालय में अनुसंधान एसोसिएट प्रोफेसर जेनिका ग्रीर, अध्ययन की पहली लेखिका हैं। शोध शुरू होने के समय वह हेक की प्रयोगशाला में डॉक्टरेट की छात्रा थी।
चंद्रमा की आयु
4 अरब वर्ष से भी पहले, जब सौर मंडल अभी भी युवा था और पृथ्वी अभी भी बढ़ रही थी, मंगल ग्रह के आकार का एक विशाल खगोलीय पिंड पृथ्वी से टकराया। चंद्रमा का निर्माण करने के लिए विशाल टुकड़ा पृथ्वी से अलग हो गया, और प्रभाव की ऊर्जा ने चट्टानों को पिघला दिया जो अंततः चंद्रमा की सतह बन गई।
हेक ने कहा, "जब चंद्रमा की सतह इस तरह पिघलती है तो जिरकोन क्रिस्टल नहीं बन सकते और न ही जीवित रह सकते हैं।" "तो चंद्रमा की सतह पर कोई भी क्रिस्टल चंद्र मैग्मा महासागर के ठंडा होने के बाद बना होगा। अन्यथा, वे पिघल गए होंगे और उनका रासायनिक हस्ताक्षर मिट गया होगा।"
चूँकि मैग्मा महासागर के ठंडा होने के बाद क्रिस्टल बने होंगे, जिरकोन क्रिस्टल की आयु निर्धारित करने से चंद्रमा की न्यूनतम संभावित आयु का पता चलेगा। लेकिन चंद्रमा की अधिकतम संभावित आयु निर्धारित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के परमाणु जांच टोमोग्राफी उपकरण का रुख किया।
ग्रीर ने कहा, "परमाणु जांच टोमोग्राफी में, हम पहले एक चंद्र नमूने को एक बहुत ही तेज टिप में तेज करने के लिए एक केंद्रित आयन बीम माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हैं, जैसे कि एक बहुत अच्छा पेंसिल शार्पनर।" "तब हम टिप की सतह से परमाणुओं को वाष्पित करने के लिए एक पराबैंगनी लेजर का उपयोग करते हैं। परमाणु द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर से गुजरते हैं, और जिस गति से वे चलते हैं वह हमें बताता है कि वे कितने भारी हैं, जो बदले में हमें बताता है कि वे किस चीज से बने हैं।"
नमूनों में सामग्रियों की पहचान करने और रेडियोमेट्रिक माप करने के बाद, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि सबसे पुराने क्रिस्टल लगभग 4.46 बिलियन वर्ष पुराने हैं। इसका मतलब है कि चंद्रमा कम से कम इतना पुराना है।
हेक ने कहा कि यह समझना महत्वपूर्ण है कि चंद्रमा कब बना, क्योंकि "चंद्रमा हमारी ग्रह प्रणाली में एक महत्वपूर्ण भागीदार है। यह पृथ्वी के घूमने की धुरी को स्थिर करता है। यही कारण है कि एक दिन में 24 घंटे होते हैं। यही कारण है कि हमारे पास ज्वार-भाटे होते हैं। चंद्रमा के बिना, पृथ्वी पर जीवन पहचान में नहीं आएगा। यह प्राकृतिक प्रणाली का एक हिस्सा है जिसे हम बेहतर ढंग से समझना चाहते हैं, और हमारा अध्ययन पूरी तस्वीर के लिए पहेली का एक छोटा सा टुकड़ा प्रदान करता है।"