AD Orion

Astronomsko društvo Orion

Led na Mjesecu: Porijeklo i karakteristike

Kako led na Mjesecu može opstati?

Mjesec nema atmosfere, stoga je sve što se nalazi na njegovoj površini izloženo djelovanju vaakuma. To za vodni led znači da brzo sublimira (prelazi iz čvrstog u gasovito stanje). Pošto je Mjesečevo gravitaciono polje mnogo slabije nego što je Zemljino, , ono  ne može zadržati vodenu paru koja brzo odlazi u svemirski prostor. Tokom Mjesečevog dana, koji je dug 29 zemaljskih, čitava površina bude izložena svjetlosti. Temperatura na Mjesecu tamo gdje sunčane zrake padaju okomito na površinu je iznenađujuće visoka, čitavih 122 °C. Stoga će sav led koji je izložen svjetlosti brzo nestati. Na Mjesecu led može postojati duže vrijeme samo u stalno zasjenjenim područjima.

Svemirska opservatorija „Clementine“ pokazala je da na Mjesecu postoje područja permanentne sjene. Nalaze se na dnu dubokih kratera u blizini Mjesečevog Južnog pola. Ukupna površina od oko 6000 kvadratnih kilometara u blizini Mjesečevog Južnog pola nikada nije izložena zrakama Sunca. Odgovarajuća površina kod Sjevernog pola mnogo je manja, pa je ipak tamo „Lunar Prospector“ registrovao veće količine leda nego u južnim polarnim oblastima. Najveće područje u sjeni u južnom polarnom području je Aitkenov bazen koji predstavlja džinovski udarni krater sa površinom od čitavih 2500 kmi dubinom od čak 12 km. Na dnu Aitkenovog bazena postoje mnogi manji krateri, u kojima i jesu površine do kojih sunčana svjetlost nikad ne stiže. Tu vladaju hladnoće s temperaturama i do -170 °C . Na dnu tih kratera led bi mogao da opstane i milijardama godina.

Odakle led?

Slika 4. Ilustracija meteorskog udara na Mjesec od prije više milijardi godina.

Slika 4. Ilustracija meteorskog udara na Mjesec od prije više milijardi godina.

U toku četiri milijarde godina meteoriti su bombardovali Mjesečevu površinu (Slika 4). Većina njih sadržavala je led, a krateri pokazuju da su mnogi od tih meteorita bili jako veliki. Prilikom sudara s Mjesecom meteoriti se potpuno raspršuju. Nešto od leda pretvorilo se prilikom sudara  u vodenu paru te nestalo u svemiru, dok se dio rasuo po Mjesečevoj povrsini. Veći dio tog leda brzo je sublimirao te je izgubljen. Astronomi smatraju da se od njega nešto zadržalo na sjenovitim mjestima. Tu je led mogao dugo opstati te je moguće da su se u takvim hladnim jamama sakupile veće količine iz više sudara. Još 1961. su u jednom članku predloženi takvi scenariji.

Zašto je led na Mjesecu važan?

Led na Mjesecu može nam reći nešto kako o tome koliko je često dolazilo do pada meteorita tako i o njihovom sastavu. Pored naučnog značaja, to može biti važno i za ekspedicije sa ljudskom posadom. Drugih izvora vode na Mjesecu nema (bar je tako izgledalo), a bilo bi skupo dovoziti vodu sa Zemlje. Led na Mjesecu može se koristiti i kao izvor oksigena i hidrogena,  koji bi se kasnije koristili, između ostalog, kao gorivo.

Voda i vulkanski materijal s Mjeseca

Ljeta 2008. saopćeno je da su tragovi vode pronađeni i u drugim materijalima sa Mjeseca. Geolozi su iskoristili jednu novu tehniku da bi registrovali tragove vode u uzorku vulkanskog stakla dopremljenog na Zemlju sa mjesta gdje se Apollo 15 spustio na Mjesec (Slika 5).

Metod je bio toliko precizan da bi bilo moguće otkriti vodu u materijalu gdje je sadržaj vode pet dijelova na milion. Pokazalo se da su komadi stakla sadržavali 46 dijelova vode na milion.

Slika 5. Voda pronađena u materijalima sa Mjeseca, poput ovih česica stakla na slici prikupljenih u području gdje se Apollo-15 1971. godine spustio na Mjesec, indicira da Mjesec nije ni izdaleka toliko suh kako su mnogi vjerovali. Čestice na slici nastale su u u vulkanskom stijenju formiranom u ranoj Mjesečevoj istoriji. Istraživači misle da je voda stigla iz dubljih slojeva zajedno sa magmom pri vulkanskim erupcijama koje su se desile prije više od tri milijarde godina.

Slika 5. Voda pronađena u materijalima sa Mjeseca, poput ovih česica stakla na slici prikupljenih u području gdje se Apollo-15 1971. godine spustio na Mjesec, indicira da Mjesec nije ni izdaleka toliko suh kako su mnogi vjerovali. Čestice na slici nastale su u u vulkanskom stijenju formiranom u ranoj Mjesečevoj istoriji.
Istraživači misle da je voda stigla iz dubljih slojeva zajedno sa magmom pri vulkanskim erupcijama koje su se desile prije više od tri milijarde godina.

Kako je Mjesec nastao?

Svi ti nalazi postavljaju pitanje šta se desilo prije otprilike 4,5 milijardi godina, kada se jedna planeta Marsove veličine sudarila sa Zemljom i izbila materijal od kojeg je kasnije nastao Mjesec. (Radi se o danas najprihvaćenijem scenariju nastanka dvojnog sistema Zemlja-Mjesec. ) Pri tom silovitom sudaru svi laki elementi trebali su ispariti i raspršiti se u svemirskom prostoru. Međutim, pronađeni su sumpor, hlor, fluor i ugljenik, dok voda ranije nije pronalažena. Nova pak istraživanja pokazuju da nije sva vodena para nestala, već da je oko 5% od nje ostalo.

Polazeći od tih novih rezultata, jedan tim istrazivača izračunao je da je Mjesečeva magma sadržavala, prije nego što je mnogo vode nestalo u vulkanskim erupcijama,  i do 750 milionitih dijelova vode. To je isti sadržaj kao i u gornjoj mantiji Zemlje.

Vjerojatno je veći dio nedostajuće vode nestao u svemirskom prostoru, ali dio te vode mogao se kretati prema polovima gdje se voda kondenzovala i zamrzla u led na sjenovitim mjestima. To može da objasni nalaze leda prema podacima Lunar Prospectora.

U trećem dijelu članka će biti obrađeni naučni rezultati letjelice Lunar Reconnaisance Orbiter koji ukazuju na prisustvo molekula vode.

Updated: May 16, 2016 — 5:54 pm
Astronomsko društvo Orion © 2016 Frontier Theme