"Vandcyklus på månen" er en sætning, som mange mennesker - inklusive måneforskere - aldrig forventede at høre. Dette overraskende nye fund af allestedsnærværende vand på Månens overflade, afsløret og bekræftet af tre forskellige rumfartøjer sidste år, har været et af hovedemnerne for nylig diskussion og undersøgelse af måneforskere. Men at finde ud af cyklussen for, hvordan vand ser ud og forsvinder i løbet af månedagen forbliver svær. I øjeblikket mistænker videnskabsmænd et par forskellige processer, der kunne levere vand og hydroxyl (OH) til månens overflade: meteoritter eller kometer, der rammer Månen, udgasning fra Månens indre eller solvinden, der interagerer med månens regolit. Men indtil videre tilføjer ingen af detaljerne i nogen af disse processer.
Dana Hurley fra Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory er en del af et team af forskere, der forsøger at modellere månens vandcyklus, og hun diskuterede arbejdet på NASA Lunar Science Institutes tredje årlige Lunar Forum på Ames Research Center, den 20. til 22. juli, 2010 .
”Når vi udfører modellen, antager vi, at vandet går tabt er ved fotodissociation, og det sætter tidsskalaen,” fortalte Hurley til Space Magazine. ”Og ved at bruge den tidsskala kan det beløb, der kommer ind gennem solvinden eller mikrometeoritterne ikke tilføje det mængde, der er observeret, hvis det er i stabil tilstand, så der ikke er noget, der går i stykker.”
Fotodissociation involverer nedbrydning af et stof til enklere komponenter ved sollysets strålende energi.
Det ser ud til, at vandmængden varierer i løbet af månedagen. To observationer om ugen fra et spektrometer på det repurposed Deep Impact-rumfartøj (nu kaldet EPOXI) viste, at området, der var nær Månens terminator ved daggry, havde en påviselig mængde vand og hydroxyl, og en uge senere, da det var nær middagstid, stoffer var væk. Men den nye region ved daggry havde da H2O og OH.
En teori hævder, at vandet og hydroxyl til dels er dannet af brintioner i solvinden. Ved lokal middag, når månen er på det varmeste, går noget vand og hydroxyl tabt. Om aftenen afkøles overfladen igen, og vandet og hydroxyl vender tilbage.
Men, sagde Hurley, solvinden i stabil tilstand gengiver ikke den observerede overfladetæthed af vand og hydroxyl.
Derudover giver det heller ikke mængden af observeret H20 og OH at se på de andre mulige kilder - den kendte kildehastighed for mikrometeoroider og kometer.
”Vi vil virkelig gerne have meget flere observationer for at forstå, hvordan det udvikler sig i løbet af dagen,” sagde Hurley.
I sin tale sagde Hurley, at sit team har forsøgt at se på alle mulige vinkler og ideer, herunder nylige større komet hits på Månen, eller potentielt en sæsonbestemt begivenhed, hvor vand, der deponeres ved vinterpoler, kunne frigives, når det varmer op om sommeren. Men indtil videre er ingen af disse ideer blevet testet eller modelleret, og indtil nu giver de ingen løsning på den daglige cyklus af vand, der blev observeret.
Hun bemærkede også, at da der åbenlyst er nogle unikke processer, der foregår, har samspillet mellem overflade og atmosfære brug for mere undersøgelse.
”Overfladen og atmosfæren er forbundet,” sagde Hurley i et interview med Space Magazine. ”Atmosfæren er produceret fra overfladen; der er ingen atmosfære, der varer længe på Månen, og den produceres og tabes konstant. Og så kommer det fra overfladen, enten fra noget, der kommer fra månens regolitskorn eller noget, der interagerer med disse korn, hvad enten det er solvind eller noget, der påvirker. Så overfladen er kilden til atmosfæren, og den atmosfære kommer tilbage og interagerer med overfladen igen. Og du skal virkelig forstå hele dette system. ”
Så hvad er hendes bedste gæt hvad angår vandkilden?
Hurley sagde, at der skal være en slags genanvendelse, der foregår inden for regolitten, og måske en kompleks overfladekemi, der gør det muligt for H20 og OH at eksistere i længere perioder, hvilket bedre ville forklare overfladetætheden.
”Det, jeg har set på, er hvad der kunne ske i atmosfæren, og hvordan ting hopper rundt fra overfladen og derefter tilbage ned til overfladen,” sagde hun. ”Månens regolit er temmelig løs, og disse små partikler og gasser kan gå ned i regolitten og være inden for flere centimeter og arbejde sig ned og tilbage ud. Så der foregår en udveksling i det øverste lag, der fungerer som et reservoir. Det er min bedste gæt af, hvad der foregår. ”
