Estimater af vandis på Månen får en 'dramatisk' nedgradering – Physics World

Nye skøn fra planetforskere i USA tyder på, at Månen indeholder betydeligt mindre vandis, end man tidligere har troet. Ud over at give indsigt i Månens historie og sammensætning har resultaterne implikationer for planer om at etablere en langsigtet menneskelig tilstedeværelse på månens overflade eller bruge Månen som base for bemandede missioner til andre solsystemlegemer.

I modsætning til Jorden er Månen ikke kronet af iskapper ved hver pol. I stedet akkumuleres vand fra kometnedslag og andre kilder i permanent skyggede områder (PSR'er), der ligger inde i tusindvis af store og små kratere. Disse PSR'er er nogle af de koldeste steder i solsystemet, og de er koncentreret ved Månens poler, hvor sollys rammer månens overflade i en lav vinkel på kun 1.5 grader.

For milliarder af år siden var Månens akse dog langt mere skæv - måske med så meget som 77 grader. Denne ekstreme aksiale hældning udsatte polerne for hårdt sollys, hvilket eliminerede PSR'er og fik al tidligere akkumuleret is til at sublimere til gas.

Årsagen til Månens hældning, og årsagerne til, at den forsvandt, er relativt velforstået. "Månen blev dannet tæt på Jorden for 4.5 milliarder år siden ved en kollision mellem en lille planet og den tidlige Jord og er siden migreret udad," forklarer Norbert Schörghofer, seniorforsker ved Planetary Science Institute på Hawaii og medforfatter til en artikel i Science Forskud på forskningen. "Tidligt var det mere under indflydelse af tidevandskræfter fra Jorden, men nu spiller tidevandet fra Solen en større rolle, og denne overgang tvang en omlægning af måneaksen."

Det vigtigste ubesvarede spørgsmål var, hvornår denne overgang skete. En tidlig dato ville betyde, at noget af det vand, som Månen fik eller afgassede under sin dannelse, muligvis stadig er der, indespærret i kratere. En senere ville antyde, at næsten alt dette tidlige vand var tabt til rummet.

Nye beviser, nyt billede

Indtil for nylig var historien om Jord-Måne-afstanden ikke kendt godt nok til at anslå overgangsdatoen med nogen sikkerhed. I 2022 dog astronomer ved Frankrigs Observatoire de Paris løst langvarige uoverensstemmelser mellem geokemiske data og fysiske modeller af tidevandsinteraktioner. Deres forbedrede model tillod Schörghofer og medforfatter Raluca Rufu fra Southwest Research Institute i Boulder, Colorado for at plotte månens hældning som en funktion af tiden - og det sammen med overfladehøjdemålinger fra Lunar Orbital Altimeter Laser (LOLA), gjorde det muligt for dem at beregne, hvor meget is der findes i nutidens PSR'er.

Disse beregninger afslører, at de ældste PSR'er blev dannet for ikke mere end 3.94 milliarder år siden, hvilket gjorde vandis på Månen betydeligt yngre og dermed meget mindre omfattende end tidligere undersøgelser antydede. "De overordnede estimater for mængden af ​​vandis, der kan forventes, skal nedjusteres dramatisk," siger Schörghofer Fysik verden. Det tilføjer han Kevin Cannon, en geolog ved Colorado School of Mines, der vedligeholder en liste over lovende månens minedrift og landingssteder, er allerede begyndt at opdatere estimater af Månens vandis baseret på de nye fund. Ifølge ham, siger Schörghofer, "forventes der ikke længere aflejringer af næsten ren is i ti til hundreder af meter tyk".

Udsigterne for potentielle månevandprospektører er dog ikke helt negative. "Vi har nu mere præcise kort for, hvor de største koncentrationer af is kan forventes på Månen," bemærker Schörghofer. "Dette kan være yderst nyttigt for valget af landingssteder."

Satellitter finder vand på Månen

Schörghofer tilføjer, at i en tidligere undersøgelse, han, Paul Hayne fra University of Colorado, Boulder og Oded Aharonson fra Israels Weizmann Institute of Science fandt, at PSR'er var mere udbredt end forventet. Mens det nye arbejde med Rufu forkorter den maksimale alder for PSR'er, viser det også, at PSR'er så unge som 0.9 milliarder år - som typisk er mindre end ældre PSR'er på grund af den mindre størrelse af kraterne, der rummer dem - stadig kan indeholde is. "Samlet set forventer vi mindre is, men flere steder," slutter han.

I fremtiden håber Schörghofer og kolleger at forfine deres isestimater ved at beregne de nøjagtige temperaturer i skyggefulde kratere såsom Cabeus, som NASA's Lunar Crater Observation og Sansing Satellit (LCROSS) styrtede ind i 2009. Disse beregninger kan udføres ved hjælp af modeller, der inkorporerer, hvordan lys hopper rundt inde i kratere, der ikke modtager direkte sollys, men Schörghofer mener, at det vil tage et par år at få pålidelige resultater.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
• PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
• PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
• PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
• Kilde: https://physicsworld.com/a/estimates-of-water-ice-on-the-moon-get-a-dramatic-downgrade/