Sidovy av kratern Moltke tagen från Apollo 10. Kredit:Public Domain
För miljarder år sedan bröt en serie vulkanutbrott lös på månen och täckte hundratusentals kvadratkilometer av orbs yta i het lava. Under eonerna skapade den lavan de mörka fläckarna, eller maria, som ger månens ansikte dess välbekanta utseende idag.
Nu tyder ny forskning från CU Boulder på att vulkaner kan ha lämnat ytterligare en varaktig påverkan på månens yta:isplattor som prickar månens poler och på vissa ställen kan vara tiotals eller till och med hundratals fot tjocka.
"Vi föreställer oss det som en frost på månen som byggts upp med tiden", säger Andrew Wilcoski, huvudförfattare till den nya studien och doktorand vid Institutionen för astrofysiska och planetära vetenskaper (APS) och Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) på CU Boulder.
Han och hans kollegor publicerade sina resultat denna månad i The Planetary Science Journal .
Forskarna använde datorsimuleringar, eller modeller, för att försöka återskapa förhållanden på månen långt innan komplext liv uppstod på jorden. De upptäckte att forntida månvulkaner spydde ut enorma mängder vattenånga, som sedan slog sig ner på ytan och bildade isförråd som fortfarande kan gömma sig i månkratrar. Om några människor hade levt vid den tiden, kan de till och med ha sett en bit av den frosten nära gränsen mellan dag och natt på månens yta.
Det är en potentiell förmån för framtida månutforskare som kommer att behöva vatten för att dricka och bearbeta till raketbränsle, säger studiens medförfattare Paul Hayne.
"Det är möjligt att 5 eller 10 meter under ytan har du stora isskivor", säger Hayne, biträdande professor i APS och LASP.
Tillfälliga atmosfärer
Den nya studien lägger till en växande mängd bevis som tyder på att månen kan vara översvämmad i mycket mer vatten än vad forskare en gång trodde. I en studie från 2020 uppskattade Hayne och hans kollegor att nästan 6 000 kvadratkilometer av månens yta skulle kunna fångas och hänga på is - mestadels nära månens nord- och sydpoler. Var allt vatten kom ifrån från början är oklart.
"Det finns många potentiella källor för tillfället," sa Hayne.
Vulkaner kan vara stora. Planetforskaren förklarade att för 2 till 4 miljarder år sedan var månen en kaotisk plats. Tiotusentals vulkaner bröt ut över dess yta under denna period och genererade enorma floder och lavasjöar, inte helt olik de funktioner du kan se på Hawaii idag – bara mycket mer enorma.
"De dvärgar nästan alla utbrott på jorden," sa Hayne.
Ny forskning från forskare vid Lunar and Planetary Institute i Houston visar att dessa vulkaner sannolikt också kastar ut höga moln som består av mestadels kolmonoxid och vattenånga. Dessa moln virvlade sedan runt månen och skapade potentiellt tunna och kortlivade atmosfärer.
Det fick Hayne och Wilcoski att undra:Kan samma atmosfär ha lämnat is på månens yta, lite som frost som bildas på marken efter en kylig höstnatt?
Evig is
För att ta reda på det satte duon tillsammans med Margaret Landis, en forskningsassistent vid LASP, ut för att försöka sätta sig på månens yta för miljarder år sedan.
Teamet använde uppskattningar om att månen vid sin topp upplevde ett utbrott vart 22 000:e år i genomsnitt. Forskarna spårade sedan hur vulkaniska gaser kan ha virvlat runt månen och flydde ut i rymden med tiden. Och, upptäckte de, kan förhållandena ha blivit isiga. Enligt gruppens uppskattningar kan ungefär 41 % av vattnet från vulkaner ha kondenserats på månen som is.
"Atmosfärerna flydde under cirka 1 000 år, så det fanns gott om tid för is att bildas," sa Wilcoski.
Det kan ha funnits så mycket is på månen, faktiskt, att du kunde tänkas ha sett glansen av frost och tjocka, polära iskappor från jorden. Gruppen beräknade att cirka 18 quadrillion pounds av vulkaniskt vatten kunde ha kondenserats som is under den perioden. Det är mer vatten än vad som för närvarande finns i Lake Michigan. Och forskningen antyder att mycket av det månens vatten kan finnas kvar idag.
Dessa rymdisbitar kommer dock inte nödvändigtvis att vara lätta att hitta. Det mesta av den isen har troligen ackumulerats nära månens poler och kan vara begravd under flera fot måndamm, eller regolit.
Ännu en anledning, sa Hayne, för människor eller robotar att gå tillbaka och börja gräva.
"Vi måste verkligen borra ner och leta efter det," sa han. + Utforska vidare
