A Föld felsőlégköréből megszökött hidrogén- és oxigénionok lehetnek a holdi víz és jég egy részének forrásai az alaszkai Fairbanksi Egyetem Geofizikai Intézetének kutatói szerint. A víz felkutatása fontos része a NASA Artemis programjának, amelynek keretében az űrhivatal tartós emberi jelenlétet tervez létesíteni a Holdon. A tervek szerint már ebben az évtizedben újra embert küldenek a Holdra.

„A NASA Artemis programjának csapata a Hold déli pólusánál fog alaptábort létesíteni, és akkor az eredetileg a Földről származó részecskék felhasználhatók lehetnek az űrhajósok létfenntartó rendszereiben.” – mondta Gunther Kletetschka (UAF).

A két felvételen a felszíni jég eloszlását látjuk a Hold déli pólusán (balra), valamint az északin (jobbra). Az adatokat a NASA Moon Mineralogy Mapper műszere rögzítette 2009-ben. Kék szín jelöli a jeget, a szürke árnyalatai pedig a felszíni hőmérsékletet. (Forrás: NASA)

A Nature-csoport Scientific Reports című lapjában közzétett tanulmányban a kutatók úgy becsülik, hogy a Hold sarki területein akár 3500 köbkilométernyi olyan felszíni permafroszt vagy felszín alatti folyékony víz lehet, amelyet a Föld légköréből megszökött ionok hoztak létre. Ez nagyjából megfelel a Föld nyolcadik legnagyobb tava, az észak-amerikai Huron-tó víztérfogatának. A kutatók becslése szerint a Föld légköréből szökött ionok 1%-a éri el a Holdat.

A széleskörűen elfogadott elmélet szerint a Hold vízkészletének legnagyobb része a belecsapódott kisbolygókból és üstökösökből származik, főként a késői nagy bombázás időszakából. Ekkor, nagyjából 3,5 milliárd évvel ezelőtt, amikor a Naprendszer még csak 1 milliárd éves volt, a belső bolygók és a Föld holdja erőteljes aszteroida-becsapódásoknak volt kitéve. Egyes kutatók szerint a napszél is egy forrás lehet. A napszél oxigén- és hidrogénionokat szállít, amelyek a Holdon vízmolekulákká egyesülnek.

A március 16-án a Scientific Reports oldalán közzétett tanulmány vezető szerzője Gunther Kletetschka, aki munkatársaival arra a következtetésre jutott, hogy a hidrogén- és oxigénionok akkor vándorolnak át a Holdra, amikor az áthalad a Föld magnetoszférájának csóváján. Ez nagyjából öt nap a Hold kb. egy hónapos útjából. A magnetoszféra a Föld mágneses tere által keltett, csepp formájú buborék, amely védelmezi bolygónkat a töltött részecskék folyamatos áramától.

Több űrügynökség, így a NASA, az Európai Űrügynökség (ESA), a Japán Űrügynökség (JAXA) és az Indiai Űrkutatási Szervezet (ISRO) legutóbbi mérései jelentős mennyiségű vízképző ion jelenlétét mutatták ki, mialatt a Hold áthaladt a magnetoszféra ezen részén. Az ionok a késői nagy bombázás időszaka óta lassan felhalmozódhattak.

A Hold útja a magnetoszféra csóvájában (magnetotail) átmenetileg hatással van a Föld néhány mágneses erővonalára – azokra, amelyek megszakadtak, és egyszerűen kinyúlnak több ezer kilométerre a világűrbe. Nem minden mágneses erővonal csatlakozik mindkét végével a bolygóhoz: vannak olyanok, amelyeknek csak az egyik fele kapcsolódik a Földhöz. Gondoljunk ezekre úgy, mint egy rúdra kötött szalagra egy szeles napon.

Illusztráció a Föld mai mágneses erővonalairól. (Forrás: NASA)

A Hold belépése a magnetoszféra csóvájába azt okozhatja, hogy néhány ilyen megszakadt mágneses erővonal újra csatlakozik a párjához. Amikor ez megtörténik, az összekapcsolt mágneses erővonalak befogják a Földről megszökött hidrogén- és oxigénionokat, és visszaküldik őket a Föld felé. A kutatók szerint a visszatérő ionok egy része találkozik az éppen elhaladó Holddal, amelynek nincs saját magnetoszférája, hogy eltérítse őket.

„Mintha a Hold a zuhany alá állna – a Föld felé tartó ionok zuhanyába, amelyek így a Hold felszínére hullanak.” – mondta Kletetschka.

A Holdra hulló ionok aztán egyesülnek, és létrehozzák a holdi permafrosztot. Ennek egy része geológiai folyamatok és meteorit-becsapódások következtében a felszín alá kerül, ahol folyékony vízzé válik.

A kutatócsoport a NASA Lunar Reconnaissance Orbiter holdszonda gravitációs adatainak segítségével vizsgálta a pólusok területét és több nagy holdi krátert. A becsapódási krátereknél a felszín alatt mért értékekben mutatkozó anomáliák azt jelzik, hogy a repedezett kőzet folyékony vizet vagy jeget tartalmazhat. Mint a cikkben írják, ezeken a felszín alatti helyeken a gravitációs mérések jelentős mennyiségű jég vagy folyékony víz jelenlétére utalnak, amit a tervezett Artemis küldetés jó eséllyel hasznosíthat.

Forrás: University of Alaska Fairbanks