De maan en Mercurius kunnen dikke ijsafzettingen hebben

[univers]

De maan van de aarde en Mercurius, de planeet die het dichtst bij de zon staat, kunnen aanzienlijk meer waterijs bevatten dan eerder gedacht, volgens een nieuwe analyse van gegevens van het ruimtevaartuig LRO en MESSENGER van NASA.

De potentiële ijsafzettingen worden gevonden in kraters in de buurt van de polen van beide werelden. Op de maan: "We hebben ontdekt dat ondiepe kraters zich meestal bevinden in gebieden waar eerder oppervlakte-ijs werd gedetecteerd in de buurt van de zuidpool van de maan, en hieruit werd afgeleid dat dit waarschijnlijk is vanwege de aanwezigheid van begraven dikke ijsafzettingen," zei hoofdauteur Lior Rubanenko van de Universiteit van Californië, Los Angeles


Conceptuele illustratie van permanent in de schaduw gestelde, ondiepe ijzige kraters dichtbij de zuidpool van de maan.
Credits: UCLA / NASA
In het verleden hebben telescopische observaties en in een baan rond ruimtevaartuigen gletsjerachtige ijsafzettingen op Mercurius gevonden, maar vooralsnog niet op de maan. Het nieuwe werk roept de mogelijkheid op dat er ook dikke ijsrijke afzettingen op de maan bestaan. Het onderzoek kan niet alleen helpen de vraag op te lossen met betrekking tot de ogenschijnlijk lage ijshoeveelheid van de maan ten opzichte van Mercurius, maar het zou ook praktische toepassingen kunnen hebben: “Indien bevestigd, kan dit potentiële reservoir met bevroren water op de maan voldoende massief zijn om langdurig in stand te houden maanverkenning, 'zei Noah Petro, Lunar Reconnaissance Orbiter Project Scientist bij het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland.

De polen van Mercurius en de maan behoren tot de koudste plaatsen in ons zonnestelsel. In tegenstelling tot de aarde, zijn de draaiassen van Mercurius en de maan zodanig georiënteerd dat de zon in hun poolgebieden nooit hoog boven de horizon opkomt. Bijgevolg zien polaire topografische depressies, zoals inslagkraters, de zon nooit. Al decennia lang wordt gepostuleerd dat deze zogenaamde permanent beschaduwde gebieden zo koud zijn dat al het ijs dat erin is gevangen mogelijk miljarden jaren kan overleven.

Eerdere waarnemingen van de polen van Mercurius met op aarde gebaseerde radar onthulden een kenmerkend kenmerk van dikke, zuivere ijsafzettingen. Later bracht MESSENGER - het MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry en Ranging spacecraft - deze ijsafzettingen in beeld. "We hebben aangetoond dat de polaire afzettingen van Mercury overwegend zijn samengesteld uit waterijs en op grote schaal zijn verdeeld in zowel de noord- als de zuidpolaire regio's van Mercury," zei Nancy Chabot, instrumentwetenschapper voor MESSENGER's Mercury Dual Imaging System van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. "De ijsafzettingen van Mercurius lijken veel minder fragmentarisch te zijn dan die op de maan, en relatief fris, misschien geplaatst of vernieuwd in de laatste tientallen miljoenen jaren."

Eerdere radar- en beeldvormingsstudies van de maan, waarvan de polaire thermische omgevingen erg op die van Mercurius lijken, vonden alleen fragmentarische, ondiepe ijsafzettingen. Dit opmerkelijke verschil diende als de motivatie voor het werk van de UCLA-onderzoekers - een vergelijkende analyse van poolkraters op Mercurius en de maan om dit verschil tussen de twee werelden te onderzoeken. Het onderzoek werd op 22 juli gepubliceerd in Nature Geoscience .

De luchtloze oppervlakken van Mercurius en de maan zijn getekend door vele inslagkraters. Deze kraters ontstaan ​​wanneer meteoroïden of kometen het oppervlak raken. Het team analyseerde eenvoudige kraters die worden gevormd door kleinere, minder energieke impactors. Deze depressies worden bij elkaar gehouden door de sterkte van de oppervlaktelaaglaag of regoliet en hebben de neiging meer cirkelvormig en symmetrisch te zijn dan grote kraters. De UCLA-wetenschappers hebben deze inherente symmetrie gebruikt om de dikte van het ijs te schatten dat is gevangen in eenvoudige kraters.

De studie gebruikte hoogtegegevens verkregen door MESSENGER en LRO om ongeveer 15.000 eenvoudige kraters te meten met diameters variërend van 2,5 km tot 15 km (ongeveer 1,5 mijl tot 9,3 mijl) op Mercurius en de maan. Onderzoekers ontdekten dat kraters tot 10% ondieper worden nabij de noordpool van Mercurius en de zuidpool van de maan, maar niet de noordpool van de maan.

De auteurs concludeerden dat de meest waarschijnlijke verklaring voor deze ondiepere kraters de accumulatie van voorheen niet-gedetecteerde dikke ijsafzettingen op beide werelden is. Ter ondersteuning van deze conclusie stelden de onderzoekers vast dat de poolgeoriënteerde hellingen van deze kraters iets ondieper zijn dan hun evenaargeoriënteerde hellingen, en dat de ondieperheid belangrijker is in regio's die ijsstabiliteit bevorderen vanwege de baan van Mercurius rond de zon. Het topografische signaal dat door de wetenschappers wordt gedetecteerd, is relatief prominenter aanwezig in kleinere eenvoudige kraters, maar sluit niet uit dat ijs in grotere kraters over de maanpool meer voorkomt.

Bovendien, in tegenstelling tot Mercurius, waarvan is aangetoond dat het ijs bijna zuiver is, worden de afzettingen die op de maan worden gedetecteerd hoogstwaarschijnlijk gemengd met de regoliet, mogelijk in een gelaagde formatie. De typische leeftijd van de eenvoudige kraters die door de onderzoekers zijn onderzocht, geeft aan dat ze mogelijk ijs zouden kunnen verzamelen dat later werd gemengd met bovenliggende regolieten over lange tijdsschalen. De wetenschappers ontdekten dat deze afgeleide ijsafzettingen zijn gecorreleerd met de locaties van reeds gedetecteerd oppervlakte-ijs. Deze bevinding kan betekenen dat de blootgestelde ijsafzettingen kunnen worden opgegraven, of ze kunnen het gevolg zijn van moleculaire diffusie vanuit de diepte.

Het onderzoek werd gefinancierd door de LRO- en MESSENGER-missies. LRO wordt beheerd door NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, voor het Directoraat Wetenschapsmissie op het NASA-hoofdkantoor in Washington. LRO werd op 18 juni 2009 gelanceerd en heeft met zijn zeven krachtige instrumenten een schat aan gegevens verzameld, die een onschatbare bijdrage leveren aan onze kennis over de maan. MESSENGER werd beheerd door het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. Het ruimtevaartuig werd op 3 augustus 2004 gelanceerd en begon op 18 maart 2011 rond Mercurius te draaien. De missie eindigde met een geplande impact op het oppervlak van Mercurius op 30 april 2015. NASA leidt een duurzame terugkeer naar de maan met commerciële en internationale partners om de menselijke aanwezigheid in de ruimte uit te breiden en nieuwe kennis en kansen terug te brengen.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... ercury-ice