Лунният кратер на воден лед, по-млад от предполагаемото Ерозията от микрометеорити може да разпредели лунния лед
Микрометеоритната ерозия може да разпространи и обнови лунния лед
Не много стар: Водният лед в полярните лунни кратери вероятно е много по-млад от предполагаемото. Вместо милиони или дори милиарди години, ледените наноси са вероятно само на няколко хиляди години, както са установили изследователите. Защото при удара на микрометеорити молекулите на водата постоянно се изхвърлят от дъното на кратера и едновременно се добавя прясна вода. Това може да е предимство за бъдещи лунни мисии.
Земната луна отдавна се смята за изключително суха. Но междувременно измерванията от лунни сонди и анализи на скални проби от мисиите Аполо показват, че на Луната има и вода. Част от него е свързана в лунната скала, но има и воден лед в кратерите на лунните полярни области. Дъното е в дълбока сянка през цялата година и следователно действа като вид студена капана за водните молекули. В резултат на това в някои кратери може да са се натрупали ледени слоеве с дебелина метри.
Древни запаси?
Но колко стабилни са тези запаси от воден лед? Според популярната теория на дъното на лунния кратер е толкова студено, че след като се отложи воден лед, той остава там почти за неопределено време. Екстремният студ под по-малко от минус 200 градуса гарантира, че водните молекули не могат нито да се стопят, нито да се изпарят. Следователно ледът в тези полярни кратери може да е на милиони или милиарди години - поне това са мислили хората досега.
Сега обаче ново проучване поражда съмнения относно този древен сладолед. Тъй като полярните лунни кратери са студени, но не напълно изолирани. „Повърхността им е засегната от частици от слънчевия вятър и метеороиди - и това може да стимулира реакции, които обикновено се случват само при по-високи температури на повърхността“, обяснява Уилям Фарел от космическия полетен център на Госард на НАСА в Грийнбелт.
Бомбардиран от слънчев вятър и метеорити
Фарел и колегите му сега са разследвали по-подробно последиците от това бомбардиране за леда на лунния кратер в симулация на модел. Оказа се, че само слънчевият вятър гарантира, че водните молекули се изхвърлят многократно от леда на Луната. Още повече вода, смесена с лунен прах, може да бъде изхвърлена от въздействието на малки метеорити.
След като бъдат освободени от леда, тези малки бучки лед могат да летят до 30 километра, както съобщават изследователите. Това разпределя водата на дъното на кратера, но също така я пренася до ръба на кратера и в други, по-топли области на кратера. „С всяко от тези въздействия върху тези повърхности се разстила тънкослоен слой ледени зърна, които след това са изложени на слънчевата топлина и космическата среда“, обяснява съавторът Дана Хърли от университета „Джон Хопкинс“.
Много тънък воден завес над кратерите
Част от изхвърления воден лед се изпарява и може напълно да избяга от кратера. Според изчисленията на изследователите, лунен кратер с размер 40 километра отделя около десет трилиона водни молекули в секунда. "Установихме, че над полярните кратери трябва да има водна екзосфера", докладват Фарел и неговият екип. Този тънък завеса водна пара над лунните полярни кратери може да бъде откриваем за бъдещи космически сонди. Защото на кубичен сантиметър трябва да има една до десет молекули вода.
Но по-важното е, че тази постоянна ерозия означава, че повърхността на тези ледени отлагания непрекъснато се променя. „Отнема по-малко от 2000 години, за да ерозира половин микрометър от ледената повърхност“, казват изследователите. Докато ударите и слънчевият вятър постоянно премахват част от леда, съдържащите вода метеорити също добавят нов воден лед. „Следователно вече не можем да разглеждаме тези кратери като резервоари с мъртва вода“, казва Фарел.
Няколко хиляди години вместо милиони години
Но това означава: Ледът в лунните кратери вероятно не е на милиони или дори милиарди години, а е много по-млад. „Смята се, че по-голямата част от този мразовит реголит е на по-малко от 2000 години“, съобщават Фарел и неговият екип. Следователно надеждата за откриване на ледени отлагания от ранните дни на Слънчевата система в лунните кратери вероятно е напразна.
Но новите открития имат и нещо положително: при бъдещи лунни мисии астронавтите може вече да не се налага да слизат до изключително студеното дъно на лунния кратер в търсене на вода. "Нашите резултати ни казват, че метеоритите вършат част от работата вместо нас и преместват материал от най-студените части на кратера до неговите ресни", казва Хърли. „Там астронавтите биха могли да достигнат водния лед със слънчеви ровери“.
„Имаме нужда от данни от първа ръка“
Само предстоящите мисии до полярните кратери обаче ще покажат дали действително може да се намери воден лед по краищата на кратера. Тогава роувъри или астронавти биха могли да изследват на колко години е всъщност лунният лед и има ли някакъв вид цикъл на ледени водни пари на земния спътник. „Трябват ни данни от първа ръка, за да разберем какво се случва там“, казва Хърли. (Писма за геофизични изследвания, 2019; doi: 10.1029/2019GL083158)