A holdkráter vízjége a gondolkodásnál fiatalabb. A mikrometeoritok eróziója eloszlathatja a holdjeget
A mikrometeorit-erózió eloszlathatja és megújíthatja a holdjeget
Nem túl régi: A sarki holdkráterekben a vízjég valószínűleg sokkal fiatalabb, mint feltételezik. Millió vagy akár milliárd év helyett a jéglelőhelyek valószínűleg csak néhány ezer évesek, amint azt a kutatók megállapították. Mivel a mikrometeoritok elütésekor a vízmolekulák folyamatosan kidobódnak a kráter aljáról, és friss vizet adnak hozzá egyszerre. Ez előnyt jelenthet a jövőbeli Hold-küldetések számára.
A föld holdját régóta rendkívül száraznak tartják. De közben a holdszondák mérései és az Apollo-missziók kőzetmintáinak elemzése azt mutatja, hogy a Holdon is van víz. Része a holdkőzetbe van kötve, de a holdi poláris régiók krátereiben is van vízjég. Az alja egész évben mély árnyékban van, ezért egyfajta hidegcsapdaként működik a vízmolekulák számára. Ennek eredményeként egyes kráterekben méter vastag jégrétegek gyűlhettek össze.
Ősi kellékek?
De mennyire stabilak ezek a vízi jégkészletek? A népszerű elmélet szerint olyan hideg a holdkráter alján, hogy ha egyszer vízjég rakódott le, akkor szinte végtelen ideig ott marad. A mínusz 200 fok alatti fagyos fagy biztosítja, hogy a vízmolekulák ne olvadjanak meg és ne párologjanak el. A jég ezekben a sarki kráterekben ezért millió vagy milliárd éves lehet - legalábbis erre gondoltak az emberek.
Egy új tanulmány azonban kétségeket ébreszt ebben az ősi fagylaltban. Mivel a sarki holdkráterek hidegek, de nem teljesen elszigeteltek. "Felületüket a napszél és a meteoroidok részecskék ütik el - és ez elősegítheti azokat a reakciókat, amelyek általában csak magasabb felszíni hőmérsékleten fordulnak elő" - magyarázza William Farrell, a NASA zöldövezeti Goddard Űrrepülési Központjából.
Napszél és meteoritok bombázzák
Farrell és munkatársai most egy modellszimulációban részletesebben megvizsgálták ennek a bombázásnak a holdkráter jégre gyakorolt következményeit. Kiderült, hogy a napszél önmagában biztosítja, hogy a vízmolekulákat többször is kifújják a Hold jégéből. Még több vizet keverhet össze a kis meteoritok hatása a kis meteoritok hatására.
Amint a jég elengedte őket, ezek az apró jégdarabok akár 30 kilométert is repülhetnek, ahogy a kutatók beszámolnak róla. Ez elosztja a vizet a kráter alján, de a kráter széléig és a kráter más, melegebb területeire is elviszi. "Mindegyik ütközés után ostya-vékony jégszemcsés réteg terül el ezeken a felületeken, amelyeket aztán a nap hőjének és az űrkörnyezetnek kitéve" - magyarázza Dana Hurley társszerző, a Johns Hopkins Egyetem.
Nagyon vékony vízfátyol a kráterek felett
A kidobott vízjég egy része elpárolog, és teljesen elszabadulhat a kráterből. A kutatók becslései szerint egy 40 kilométer nagyságú holdkráter másodpercenként körülbelül tíz billió vízmolekulát szabadít fel. "Megállapítottuk, hogy a sarki kráterek felett víz exoszférának kell lennie" - számol be Farrell és csapata. Ez a ostyavékony vízgőz-köd a holdi poláris kráterek felett a jövőbeni űrszondák számára kimutatható lehet. Mert köbcentiméterenként egy-tíz vízmolekulának kell lennie.
De ami ennél is fontosabb, ez az állandó erózió azt jelenti, hogy e jéglerakódások felülete folyamatosan változik. "Kevesebb mint 2000 évre van szükség ahhoz, hogy a jégfelület fél mikrométeres erodálódjon" - mondják a kutatók. Míg a becsapódások és a napszél folyamatosan eltávolítja a jég egy részét, a víztartalmú meteoritok új vízjeget is adnak hozzá. "Ezért ezeket a krátereket már nem tekinthetjük holt víztározóknak" - mondja Farrell.
Néhány millió év helyett millió
De ez azt jelenti: A jég a holdkráterekben valószínűleg nem millió vagy akár több milliárd éves, hanem sokkal fiatalabb. "Úgy gondolják, hogy ennek a fagyos regolitnak a többsége 2000 évnél fiatalabb" - számol be Farrell és csapata. Ezért valószínűleg hiábavaló a naprendszer kezdetétől származó jéglerakódások megtalálása a holdkráterekben.
De az új megállapításoknak van valami pozitívumuk is: A jövőbeni Hold-küldetések során az űrhajósoknak már nem kell víz után kutatniuk a holdkráter rendkívül hideg aljára. "Eredményeink arról árulkodnak, hogy a meteoritok elvégzik a munkánk egy részét, és az anyagot a kráter leghidegebb részeiről a peremére mozgatják" - mondja Hurley. "Ott az űrhajósok napenergiával működő roverekkel érhették el a vízi jeget."
"Első kézből származó adatokra van szükségünk"
Azonban csak a sarki kráterek előtt álló közelgő küldetések mutatják be, hogy valóban megtalálható-e vízjég a kráter szélén. Roverek vagy űrhajósok utána kutathatnák, hogy valójában mennyi idős a holdjég, és hogy van-e egyfajta vízgőz jégciklus a Föld műholdján. "Első kézből származó adatokra van szükségünk, hogy megértsük, mi folyik ott" - mondja Hurley. (Geofizikai kutatási levelek, 2019; doi: 10.1029/2019GL083158)