"Vannsyklus på månen" er en setning som mange mennesker - inkludert måneforskere - aldri ventet å høre. Dette overraskende nye funnet av allestedsnærværende vann på overflaten av Månen, avslørt og bekreftet av tre forskjellige romfartøyer i fjor, har vært et av hovedtemaene i nylig diskusjon og studie av måneforskere. Men å finne ut syklusen for hvordan vann ser ut og forsvinner utover månedagen forblir unnvikende. Per nå mistenker forskere noen få forskjellige prosesser som kan levere vann og hydroksyl (OH) til månens overflate: meteoritter eller kometer som treffer Månen, avgasser fra Månens indre, eller solvinden som samhandler med månens regolit. Men foreløpig legger ingen av detaljene til noen av disse prosessene seg opp.
Dana Hurley fra The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory er en del av teamet av forskere som forsøker å modellere månens vannsyklus, og hun diskuterte arbeidet ved NASA Lunar Science Institute sitt tredje årlige Lunar Forum på Ames Research Center, 20. til 22. juli, 2010 .
"Når vi gjør modellen, antar vi at vannet går tapt gjennom fotodissosiasjon, og det stiller tidsskalaen," sa Hurley til Space Magazine. "Og hvis du bruker den tidsskalaen, kan mengden som kommer inn gjennom solvinden eller mikrometeorittene ikke legge opp til mengden som er observert hvis den er i jevn tilstand, så noe gir ikke noe."
Fotodissosiasjon innebærer at stoffet brytes opp til enklere komponenter ved sollysets strålende energi.
Det ser ut til at mengden vann varierer i løpet av månedagen. To observasjoner med ukes mellomrom av et spektrometer på det repurposed romfartøyet Deep Impact (nå kalt EPOXI) viste at området som var nær Månens terminator ved daggry hadde en påvisbar mengde vann og hydroksyl, og en uke senere når det var nær 12 stoffene var borte. Men den nye regionen ved daggry hadde da H2O og OH.
En teori hevder at vannet og hydroksyl til dels er dannet av hydrogenioner i solvinden. Ved lokal middag, når månen er på det varmeste, går litt vann og hydroksyl tapt. Om kvelden kjøles overflaten igjen, og vannet og hydroksyl kommer tilbake.
Men, sa Hurley, solvinden i jevn tilstand reproduserer ikke den observerte overflatetettheten til vann og hydroksyl.
Når du ser på de andre mulige kildene - den kjente kildefrekvensen for mikrometeoroider og kometer - gir det heller ikke mengden observert H20 og OH.
"Vi vil virkelig ha flere observasjoner for å forstå hvordan det utvikler seg i løpet av dagen," sa Hurley.
I foredraget sa Hurley at teamet hennes har prøvd å se på alle mulige vinkler og ideer, inkludert nyere større kometreff på Månen, eller potensielt en sesongens begivenhet der vann som ble avsatt ved vinterpoler kunne frigis når det varmer opp om sommeren. Men så langt har ingen av disse ideene blitt testet eller modellert, og foreløpig gir de ingen løsning på den daglige syklusen av vann som ble observert.
Hun bemerket også at siden det åpenbart er noen unike prosesser som foregår, trenger samspillet mellom overflaten og atmosfæren mer studier.
"Overflaten og atmosfæren er koblet sammen," sa Hurley i et intervju med Space Magazine. “Atmosfæren er produsert fra overflaten; det er ingen atmosfære som varer lenge på Månen og den produseres og går tapt. Og slik kommer det fra overflaten, enten fra noe som kommer fra måneformet korn eller noe som samhandler med disse kornene, enten det er solvind eller noe som påvirker. Så overflaten er kilden til atmosfæren, og den atmosfæren kommer tilbake og samhandler med overflaten igjen. Og du må virkelig forstå det hele systemet. ”
Så, hva er hennes beste gjetning om kilden til vannet?
Hurley sa at det må foregå en slags resirkulering innen regolitten, og kanskje en kompleks overflatekjemi som gjør at H20 og OH kan eksistere i lengre perioder, noe som bedre forklarer overflatetettheten.
"Det jeg har sett på er hva som kan skje i atmosfæren, og hvordan ting hopper rundt fra overflaten og deretter ned igjen til overflaten," sa hun. “Månen regolitten er ganske løs, og disse små partiklene og gassene kan gå ned i regolitten og være innenfor flere centimeter og jobbe seg ned og tilbake. Så det skjer en utveksling i det øverste laget som fungerer som et reservoar. Det er min beste gjetning om hva som skjer. ”
