สี่พันล้านปีก่อน ลาวาทะลักบนเปลือกของดวงจันทร์บาคาร่า กัดกินมนุษย์ในดวงจันทร์ที่เราเห็นในวันนี้ แต่ภูเขาไฟอาจทิ้งมรดกที่เย็นกว่าไว้มาก: น้ำแข็งการปะทุของภูเขาไฟบนดวงจันทร์สองพันล้านปีอาจนำไปสู่การสร้างบรรยากาศช่วงสั้น ๆ จำนวนมากซึ่งมีไอน้ำอยู่ การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็น นักวิจัยรายงานใน May Planetary Science Journal
นับตั้งแต่การมีอยู่ของน้ำแข็งบนดวงจันทร์ได้รับการยืนยันในปี 2552
นักวิทยาศาสตร์ได้ถกเถียงกันถึงต้นกำเนิดของน้ำบนดวงจันทร์ ซึ่งรวมถึงดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง หรืออะตอมที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งพัดพาโดยลมสุริยะ ( SN: 11/13/09 ) หรืออาจเป็นไปได้ว่าน้ำเกิดขึ้นบนดวงจันทร์เอง เป็นไอที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟเมื่อ 4 พันล้านถึง 2 พันล้านปีก่อน
“เป็นคำถามที่น่าสนใจจริงๆ ว่าทำไมสารระเหยเหล่านั้น [เช่น น้ำ] ไปถึงที่นั่น” แอนดรูว์ วิลโคสกี นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์กล่าว “เรายังไม่รู้ว่ามีมากน้อยแค่ไหนและอยู่ที่ไหนกันแน่”
Wilcoski และเพื่อนร่วมงานของเขาตัดสินใจที่จะเริ่มต้นด้วยการแก้ปัญหาความอยู่รอดของภูเขาไฟในฐานะแหล่งกำเนิดน้ำแข็งบนดวงจันทร์ ในช่วงรุ่งเรืองของภูเขาไฟบนดวงจันทร์ มีการปะทุเกิดขึ้นทุกๆ 22,000 ปี สมมติว่า H 2 O ประกอบด้วยประมาณหนึ่งในสามของก๊าซพ่นจากภูเขาไฟ – จากตัวอย่างหินหนืดบนดวงจันทร์โบราณ – นักวิจัยคำนวณว่าการปะทุนั้นปล่อยไอน้ำรวม 20 พันล้านล้านกิโลกรัมหรือมวลน้ำทั้งหมดโดยประมาณใน เกรตเลกส์
ไอน้ำบางส่วนนี้จะสูญหายไปในอวกาศ เนื่องจากแสงแดดทำลายโมเลกุลของน้ำหรือลมสุริยะพัดโมเลกุลออกจากดวงจันทร์ แต่ที่ขั้วโลกที่เย็นยะเยือก บางชนิดอาจติดอยู่กับพื้นผิวเหมือนน้ำแข็ง
อย่างไรก็ตาม เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น อัตราที่ไอน้ำรวมตัวเป็นน้ำแข็งจะต้องเกินอัตรา
ที่ไอระเหยออกจากดวงจันทร์ ทีมงานใช้คอมพิวเตอร์จำลองเพื่อคำนวณและเปรียบเทียบอัตราเหล่านี้ การจำลองนี้พิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิพื้นผิว ความดันก๊าซ และการสูญเสียไอระเหยบางส่วนจนกลายเป็นน้ำแข็ง
ทีมงานพบว่าประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของไอน้ำที่ปะทุทั้งหมดสามารถสะสมเป็นน้ำแข็ง โดยส่วนใหญ่น้ำแข็งนั้นอยู่ที่เสา กว่าพันล้านปี น้ำแข็งบางส่วนจะเปลี่ยนกลับเป็นไอและหลบหนีไปยังอวกาศ การจำลองของทีมทำนายปริมาณและการกระจายของน้ำแข็งที่เหลืออยู่ และไม่ใช่จำนวนเล็กน้อย: เงินฝากอาจสูงถึงหลายร้อยเมตรที่จุดที่หนาที่สุด โดยที่ขั้วโลกใต้จะมีน้ำแข็งเป็นสองเท่าของขั้วโลกเหนือ
ผลลัพธ์สอดคล้องกับข้อสันนิษฐานที่มีมายาวนานว่าน้ำแข็งครอบงำที่ขั้วโลกเพราะมันติดอยู่ในกับดักเย็นที่เย็นจนน้ำแข็งจะแช่แข็งเป็นเวลาหลายพันล้านปี
ดวงจันทร์น้ำแข็ง
ผลลัพธ์เหล่านี้จากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นถึงการกระจายตัวที่อาจเกิดขึ้นในปัจจุบันและความหนาของน้ำแข็งที่ขั้วดวงจันทร์หลังจากการปะทุของภูเขาไฟเมื่อ 4 พันล้านถึง 2 พันล้านปีก่อน ขั้วโลกใต้ (ซ้าย) เก็บน้ำแข็งได้มากกว่า เพราะมีกับดักความเย็นมากกว่าขั้วโลกเหนือ (ขวา) เส้นประแสดงถึงลองจิจูดและละติจูด
อาจมีน้ำแข็งเกาะที่โคนดวงจันทร์
ภาพแสดงการเกิดน้ำแข็งเกาะที่ขั้วดวงจันทร์
AX WILCOSKI, PO HAYNE และ ME LANDIS/PLANETARY SCIENCE JOURNAL 2022
มาร์กาเร็ต แลนดิส นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ กล่าวว่า “มีบางแห่งที่ขั้วดวงจันทร์ที่เย็นพอๆ กับดาวพลูโต”
Landis, Wilcoski และเพื่อนร่วมงานของพวกเขา Paul Hayne ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์กล่าว ระบบขนส่งในชั้นบรรยากาศจะช่วยให้โมเลกุลของน้ำเดินทางรอบดวงจันทร์ได้ในขณะเดียวกันก็ทำให้มันยากขึ้นสำหรับพวกมันที่จะหนีไปในอวกาศ การปะทุแต่ละครั้งทำให้เกิดบรรยากาศใหม่ การคำนวณใหม่ระบุ ซึ่งหลังจากนั้นประมาณ 2,500 ปีก่อนจะหายไปจนกระทั่งการปะทุครั้งต่อไปประมาณ 20,000 ปีต่อมา
เรื่องราวส่วนนี้ดึงดูดใจมากที่สุดสำหรับ Parvathy Prem นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ที่ Johns Hopkins Applied Physics Laboratory ในเมืองลอเรล รัฐแมริแลนด์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยนี้ “มันเป็นจินตนาการที่น่าสนใจจริงๆ… คุณสร้างบรรยากาศตั้งแต่เริ่มต้นได้อย่างไร? และทำไมบางครั้งพวกเขาถึงหายไป” เธอพูดว่า. “น้ำแข็งขั้วโลกเป็นวิธีหนึ่งในการค้นหา”
หากน้ำแข็งจากดวงจันทร์พ่นออกมาจากภูเขาไฟเป็นไอน้ำ น้ำแข็งอาจเก็บความทรงจำของเวลานานมาแล้ว ตัวอย่างเช่น กำมะถันในน้ำแข็งขั้วโลกจะบ่งบอกว่ามันมาจากภูเขาไฟแทนที่จะเป็นดาวเคราะห์น้อย ภารกิจดวงจันทร์ในอนาคตวางแผนที่จะเจาะแกนน้ำแข็งที่สามารถยืนยันที่มาของน้ำแข็งได้
การค้นหากำมะถันจะมีความสำคัญเมื่อคิดถึงทรัพยากรทางจันทรคติ นักวิจัยกล่าวว่าน้ำสำรองเหล่านี้สามารถเก็บเกี่ยวได้ในสักวันหนึ่งโดยนักบินอวกาศเพื่อใช้เป็นน้ำหรือเชื้อเพลิงจรวด แต่ถ้าน้ำบนดวงบาคาร่า
