Upptäckten av isavlagringar i kratrar utspridda över månens sydpol har bidragit till att förnya intresset för att utforska månens yta, men ingen är säker på exakt när eller hur den isen kom dit. En ny studie publicerad i tidskriften Ikaros tyder på att även om en majoritet av dessa fyndigheter sannolikt är miljarder år gamla, vissa kan vara mycket nyare.

Ariel Deutsch, en doktorand vid Brown Universitys Department of Earth, Environmental and Planetary Sciences och studiens huvudförfattare, säger att det är viktigt att begränsa avlagringarnas åldrar både för grundläggande vetenskap och för framtida månutforskare som kan använda den isen för bränsle och andra ändamål.

"Åldrarna på dessa avlagringar kan potentiellt säga oss något om isens ursprung, som hjälper oss att förstå källorna och distributionen av vatten i det inre solsystemet, " sa Deutsch. "För utforskningsändamål, vi måste förstå de laterala och vertikala fördelningarna av dessa avlagringar för att ta reda på hur vi bäst kommer åt dem. Dessa distributioner utvecklas med tiden, så att ha en uppfattning om åldern är viktigt."

För studien, Deutsch arbetade med Jim Head, en professor vid Brown, och Gregory Neumann från NASA Goddard Space Flight Center. Med hjälp av data från NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter, som har kretsat runt månen sedan 2009, forskarna tittade på åldrarna för de stora kratrarna där bevis för sydpolens isavlagringar hittades. För att datera kratrarna, forskare räknar antalet mindre kratrar som har samlats in i de större. Forskare har en ungefärlig uppfattning om takten i effekterna över tid, så att räkna kratrar kan hjälpa till att fastställa terrängernas åldrar.

Majoriteten av de rapporterade isavlagringarna finns i stora kratrar som bildades för cirka 3,1 miljarder år eller längre sedan, studien fann. Eftersom isen inte kan vara äldre än kratern, som sätter en övre gräns för isens ålder. Bara för att kratern är gammal betyder det inte att isen i den också är så gammal, forskarna säger, men i det här fallet finns det anledning att tro att isen verkligen är gammal. Avlagringarna har en ojämn fördelning över kraterbotten, vilket tyder på att isen har drabbats av mikrometeoritnedslag och annat skräp under lång tid.

Om dessa rapporterade isavlagringar verkligen är gamla, som kan få betydande konsekvenser när det gäller prospektering och potentiellt resursutnyttjande, säger forskarna.

"Det har funnits modeller av bombardement genom tiden som visar att isen börjar koncentreras med djupet, " sa Deutsch. "Så om du har ett ytskikt som är gammalt, du kan förvänta dig mer under."

Medan majoriteten av isen fanns i de gamla kratrarna, forskarna hittade också bevis för is i mindre kratrar som, att döma av deras skarpa, väldefinierade funktioner, verkar vara ganska fräsch. Det tyder på att en del av avlagringarna på sydpolen kom dit relativt nyligen.

"Det var en överraskning, ", sa Deutsch. "Det hade egentligen inte gjorts några observationer av is i yngre köldfällor tidigare."

Om det verkligen finns fyndigheter av olika åldrar, forskarna säger, vilket tyder på att de också kan ha olika källor. Äldre is kan ha kommit från vattenförande kometer och asteroider som har påverkat ytan, eller genom vulkanisk aktivitet som hämtade vatten från djupet av månen. Men det har inte funnits många stora vattenförande stötdon på senare tid, och vulkanismen tros ha upphört på månen för över en miljard år sedan. Så nyare isavlagringar skulle kräva olika källor - kanske bombardement från mikrometeoriter i ärtstorlek eller implantation av solvind.

Det bästa sättet att säkert ta reda på, forskarna säger, är att skicka rymdfarkoster dit för att få några prover. Och det verkar vara vid horisonten. NASA:s Artemis-program syftar till att sätta människor på månen år 2024, och planerar att flyga många föregångaruppdrag med robotrymdfarkoster under tiden. Huvud, en studie medförfattare och Deutschs Ph.D. rådgivare, säger att studier som denna kommer att hjälpa till att forma de framtida uppdragen.

"När vi tänker på att skicka tillbaka människor till månen för långsiktig utforskning, vi behöver veta vilka resurser vi kan lita på, och vi vet inte just nu, "Söker Head. "Studier som den här hjälper oss att göra förutsägelser om vart vi behöver gå för att svara på dessa frågor."