Laut einer neuen Studie von Wissenschaftlern des Geophysical Institute der University of Alaska Fairbanks könnten Wasserstoff- und Sauerstoffionen, die aus der oberen Erdatmosphäre freigesetzt und auf dem Mond abgelagert werden, eine der Quellen für bekanntes Mondwasser und -eis sein. Die Arbeit unter der Leitung des UAF-Instituts für Geophysik, Forschungsassistent Professor Günter Kletecki, ergänzt die wachsende Zahl der Forschungen zum Wasser am Nord- und Südpol des Mondes.
Die Suche nach Wasser ist der Schlüssel zum Artemis-Projekt der NASA, einer geplanten langfristigen menschlichen Präsenz auf dem Mond. Die NASA plant, in diesem Jahrzehnt Menschen zum Mond zu schicken. „Da das Artemis-Team der NASA plant, ein Basislager am Südpol des Mondes zu errichten, können Wasserionen, die vor vielen Jahren auf der Erde entstanden sind, im Lebenserhaltungssystem der Astronauten verwendet werden“, sagte Kletechka.
Eine neue Studie schätzt, dass die Polarregionen des Mondes möglicherweise mehr als 3500 Kubikkilometer Oberflächenpermafrost oder unterirdisches flüssiges Wasser enthalten, das aus Ionen gebildet wird, die sich in der Erdatmosphäre gebildet haben. Forscher bestimmten diese Gesamtmenge - 1% der Erdatmosphäre erreicht den Mond.
Es wird allgemein angenommen, dass das meiste Mondwasser von Asteroiden und Kometen abgelagert wurde, die mit dem Mond kollidierten. Die meisten wurden in der Zeit niedergelegt, die als Late Heavy Bombardment bekannt ist. Es wird angenommen, dass während dieser Zeit vor etwa 3,5 Milliarden Jahren, als das Alter des Sonnensystems etwa 1 Milliarde Jahre betrug, die frühen inneren Planeten und der Mond der Erde extrem stark von Asteroiden getroffen wurden. Wissenschaftler glauben auch, dass die Quelle der Sonnenwind ist. Der Sonnenwind transportiert Sauerstoff- und Wasserstoffionen, die sich verbinden und in Form von Wassermolekülen den Mond erreichen könnten.
Jetzt gibt es eine zusätzliche Möglichkeit zu erklären, wie sich Wasser auf dem Mond ansammelt.
Klitechka und seine Kollegen schlagen vor, dass Wasserstoff- und Sauerstoffionen in den Mond eindringen, wenn dieser durch den Schweif der Erdmagnetosphäre wandert, was während der fünftägigen Mondreise des Mondes um den Planeten auftritt. Die Magnetosphäre ist eine tropfenförmige Blase, die durch das Magnetfeld der Erde erzeugt wird und den Planeten vor dem meist kontinuierlichen Strom geladener Sonnenteilchen abschirmt. Jüngste Messungen mehrerer Weltraumbehörden – der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation, der Japan Aerospace Exploration Agency und der Indian Space Research Organization – haben gezeigt, dass erhebliche Mengen wasserbildender Ionen vorhanden waren, als der Mond diesen Teil der Magnetosphäre passierte. Diese Ionen haben sich seit dem späten schweren Bombardement langsam angesammelt.
Die Anwesenheit des Mondes im Schweif der Magnetosphäre beeinflusst vorübergehend einige Linien des Erdmagnetfelds – diejenigen, die gebrochen sind und einfach viele tausend Kilometer in den Weltraum gehen. Nicht alle Feldlinien der Erde sind an beiden Enden mit dem Planeten verbunden, einige haben nur einen Befestigungspunkt. Stellen Sie sich jeden von ihnen wie eine Schnur vor, die an einem windigen Tag an einer Stange befestigt ist.
Die Anwesenheit des Mondes im Magnetoschweif bewirkt, dass sich einige dieser unterbrochenen Feldlinien wieder mit ihren gegenüberliegenden unterbrochenen Gegenstücken verbinden. Wenn dies geschieht, werden die Wasserstoff- und Sauerstoffionen, die die Erde verlassen haben, auf diese neu verbundenen Feldlinien gelenkt und zurück zur Erde beschleunigt. Die Autoren des Papiers schlagen vor, dass viele dieser zurückkehrenden Ionen auf einem vorbeiziehenden Mond landen, der keine eigene Magnetosphäre hat, um sie abzustoßen.
Dann verbinden sich die Ionen und bilden ewigen Mond-Permafrost. Einige dieser Ionen sinken infolge geologischer und anderer Prozesse, wie z. B. Kollisionen mit Asteroiden, unter die Oberfläche, wo sie sich in flüssiges Wasser verwandeln können.
Das Forschungsteam verwendete Gravitationsdaten des Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA, um die Polarregionen und sogar mehrere große Mondkrater zu untersuchen. Anomalien in unterirdischen Bereichen in Einschlagskratern weisen auf Gesteinsstellen hin, die flüssiges Wasser oder Eis enthalten können. Schwerkraftmessungen an diesen unterirdischen Stellen weisen auf das Vorhandensein von Eis oder flüssigem Wasser hin.
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