O tym, że jest woda na Księżycu, wiemy ze stuprocentową pewnością od 2020 roku. Naukowcy udowodnili wówczas ten fakt, używając największego podniebnego obserwatorium na świecie. Stratosferyczne Obserwatorium Astronomii Podczerwonej (SOFIA) znajduje się na Boeingu 747SP i pracuje na wysokości 12 tys. m nad powierzchnią Ziemi. Dwa lata temu z jego pomocą potwierdzono, że na naturalnym satelicie naszej planety znajdują się cząsteczki H2O.
Gdzie ich szukać? Naukowcy szczególnie uważnie przyjrzeli się kraterom księżycowym. Obserwacje przeprowadzone z wykorzystaniem sondy NASA Lunar Reconnaissance Orbiter pokazały, że pewne obszary na Księżycu znajdują się przez cały czas w cieniu. Słońce nigdy nie dociera do głębokich kraterów powstałych w wyniku bombardowania Księżyca asteroidami.
W kraterach temperatura nie przekracza –163o C. Naukowcy policzyli, że w wiecznym cieniu może znajdować się nawet 40 tys. km2 powierzchni Księżyca. 60 proc. z tego jest położone na biegunie południowym. Czyli w miejscu, które NASA zamierza badać w ramach misji Artemis już w 2025 roku.
W jakiej formie występuje woda na Księżycu?
Oczywiście na naturalnym satelicie Ziemi nie ma widocznych mórz ani jezior. Na biegunach woda uwięziona jest w lodzie znajdującym się pod powierzchnią Księżyca. Może być też składnikiem księżycowych skał i minerałów.
Dotychczas uważano, że jej źródłem były uderzenia asteroid, szczególnie częste w okresie tak zwanego Wielkiego bombardowania. Wielkie bombardowanie miało mieć miejsce niedługo po powstaniu Ziemi: między 4,1 a 3,8 mld lat temu. Jego przyczyna nie jest jeszcze znana. Przypuszcza się jednak, że właśnie wtedy powstało większość kraterów uderzeniowych na Księżycu.
Rozkład lodu powierzchniowego na południowym biegunie Księżyca (po lewej) i północnym biegunie (po prawej). fot. NASA
Jak wygląda powierzchnia Księżyca?
Wielkie Bombardowanie sprawiło, że powierzchnia satelity jest nieregularna. Księżyc został podziurawiony większymi i mniejszymi kraterami z załamaniami, pęknięciami i porami. Zdaniem grupy naukowców takie ukształtowanie powierzchni Księżyca sprawiło, że glob przez milenia był w stanie przechwytywać wodę z górnych części ziemskiej atmosfery.
Jak dokładnie Księżyc to robił? Badacze opisali to w pracy opublikowanej właśnie w czasopiśmie naukowym „Scientific Reports”.
Skąd się wzięła woda na Księżycu?
Naukowcy zwrócili uwagę na pewien ciekawy szczegół. Ziemię otacza magnetosfera, czyli obszar, na którym oddziałuje ziemskie pole magnetyczne. Ma ona kształt zbliżony do łzy. Między Ziemią i Słońcem magnetosfera jest spłaszczona w efekcie działania wiatru słonecznego. Natomiast „z tyłu” Ziemi rozciąga się w magnetyczny ogon, a linie pola magnetycznego oddalają się od naszej planety.
Księżyc, okrążając Ziemię, na zmianę wkracza w obszar działania jej magnetosfery i z niego wychodzi. Co miesiąc jest w jej zasięgu przez pięć dni, przechodząc przez ogon. Badacze zwrócili uwagę, że właśnie wtedy jony tlenu i wodoru, które uleciały z górnej części ziemskiej atmosfery, mogą opadać na Księżyc.
– To tak, jakby Księżyc znalazł się pod prysznicem – wyjaśnia geofizyk Gunther Kletetschka, główny autor pracy. – Ten prysznic to jony wody pochodzące z Ziemi, które uderzają w jego powierzchnię.
Ile wody znajduje się na Księżycu?
Ponieważ Księżyc nie ma własnego pola magnetycznego, przez miliardy lat woda mogła przez przeszkód opadać na niego i zamieniać się w lód. Było to tym bardziej możliwe, że powierzchnia Księżyca na skutek Wielkiego Bombardowania pozostawała porowata. Zdaniem badaczy różne procesy geologiczne mogły nawet sprawić, że w pewnych miejscach pod powierzchnią Księżyca znajdują się rezerwuary wody w stanie ciekłym.
Ile wody mogło dostać się na Księżyc z Ziemi w ciągu miliardów lat? Nawet 3 500 km sześciennych, szacują badacze. Czyli tyle, ile znajduje się w amerykańskim jeziorze Huron, czwartym co do wielkości na świecie. Naukowcy podkreślają przy tym, że to tylko część wody, jaka znajduje się na Księżycu. I która może być wykorzystana przez astronautów z misji Artemis.
Źródło: Scientific Reports, Nature Astronomy
Czytaj więcej fascynujących artykułów:
