Vuur en ijs: maanwater van oude vulkanen?

[univers]

De maan is kurkdroog vandaag. Maar oude vulkanen hebben misschien ooit maanwater geproduceerd. Dit is Schröter's Valley op de maan, gevormd door stromende lava miljarden jaren geleden. Afbeelding via NASA Johnson/ CU Boulder .

Maanwater van oude vulkanen?
We zien de maan vandaag als een droge, stoffige, rotsachtige wereld. Maar de maan heeft ook waterijs , meestal te vinden in permanent beschaduwde kraters nabij zijn polen. In mei 2022 zeiden wetenschappers van de University of Colorado Boulder (CU Boulder) dat ze meer mogelijk ijs hebben geïdentificeerd in de buurt van de polen van de maan, gecreëerd door oude vulkanen. Toekomstige astronauten zouden deze dikke lagen ondergronds ijs als waterbron kunnen gebruiken.

De onderzoekers publiceerden hun peer-reviewed resultaten op 3 mei 2022 in The Planetary Science Journal .

Een wereld van vuur en ijs
De maan was 2 tot 4 miljard jaar geleden een heel andere plaats, toen duizenden vulkanen op het oppervlak uitbarsten en rivieren en meren van lava creëerden. De lava-uitstortingen van deze vulkaanuitbarstingen op de maan creëerden de beroemde donkere maria (of "zeeën") die we zien op het naar de aarde gerichte halfrond van de maan. En deze uitbarstingen waren enorm, groter dan de meeste op aarde. Paul Hayne , een co-auteur, zei : Ze overschaduwen bijna alle uitbarstingen op aarde.

En het blijkt dat lava niet het enige is dat de vulkanen van de maan produceerden. Ze lieten ook grote hoeveelheden waterdamp vrij, die volgens de onderzoekers condenseerden op het oppervlak van de maan en ijs vormden.


Artist's concept van hoe de maan er een paar miljard jaar geleden uit zou kunnen zien met ijs op het oppervlak. Men denkt dat die vorst nog steeds bestaat, als massieve lagen waterijs net onder het oppervlak van de maan. Het ijs van de maan zou door toekomstige astronauten als drinkwaterbron kunnen worden gebruikt. Afbeelding via Paul Hayne/ CU Boulder .

Maanwater in tijdelijke atmosferen
Tegenwoordig is de maan vrijwel luchtloos. Maar de wetenschappers zeiden dat deze oude maanvulkanen ook wolken creëerden die bestonden uit koolmonoxide en waterdamp. De wolken wervelden rond de maan en vormden tijdelijke atmosferen. In die omstandigheden zou waterdamp als een soort rijp op het oppervlak kunnen zijn neergedaald. Die vorst bouwde zich in de loop van de tijd op en creëerde lagen tot honderden meters dik. Andrew Wilcoski , hoofdauteur van de nieuwe studie van het Department of Astrophysical and Planetary Sciences ( APS ) en het Laboratory for Atmospheric and Space Physics ( LASP ) van CU Boulder, verklaarde dat: We zien het als een vorst op de maan die zich in de loop van de tijd heeft opgebouwd.

Dat bevroren ijs is vandaag waarschijnlijk nog steeds op de maan, zeggen de onderzoekers, als ijsplaten net onder het oppervlak. Hayne zei: Het is mogelijk dat je op 5 of 10 meter [15-30 voet] onder het oppervlak grote ijsplaten hebt.

Een andere eerdere studie uit 2020 suggereerde dat bijna 6.000 vierkante mijl (ongeveer 15.000 vierkante km) van het oppervlak van de maan nu nog steeds ijs kan bevatten. Vulkanen zijn misschien maar een van de bronnen voor dat water.

Hoeveel ijs is er?
Dus hoeveel ijs zou er gevormd kunnen zijn in deze tijdelijke maanatmosferen? Om daar achter te komen, gingen Hayne en Wilcoski, samen met Margaret Landis van LASP in CU Boulder, op zoek naar schattingen. Het blijkt dat de maan toen misschien ijziger was dan eerder werd gedacht. Het team schatte dat er gemiddeld ongeveer eens in de 22.000 jaar een enorme uitbarsting plaatsvond.

Daaruit berekenden ze dat een grote hoeveelheid waterdamp van die uitbarstingen - ongeveer 41% - als rijp/ijs op het maanoppervlak condenseerde. Hoewel de atmosferen tijdelijk waren, duurden ze elke keer dat ze gevormd werden ongeveer 1000 jaar. Ze verdwenen in die periode telkens heel langzaam, totdat ze weer helemaal weg waren. Dat is echter meer dan genoeg tijd om ijs te vormen. Volgens Wilcoski: De atmosferen zijn in de loop van ongeveer 1000 jaar ontsnapt, dus er was voldoende tijd om ijs te vormen.


Kaart van bekende ijsafzettingen (blauwe stippen) op de noord- en zuidpool van de maan. Afbeelding via NASA/ JPL .

Een bron van water voor toekomstige astronauten?
Die ijskappen bevatten veel water, zeggen de onderzoekers. Ongeveer 18 biljard pond vulkanisch water, in feite. Bovendien kunnen zowel de vorst als de dikkere poolkappen vanaf de aarde zichtbaar zijn geweest. Hoe cool (letterlijk) zou het zijn geweest om dat te zien? IJskappen op de maan!

De onderzoekers zeggen dat het meeste van dat waterijs vandaag de dag nog steeds aanwezig zou moeten zijn. Als dat zo is, zouden toekomstige astronauten het kunnen gebruiken als een bron van het broodnodige water. Ze moeten misschien een beetje graven, want het ijs bevindt zich waarschijnlijk onder enkele meters maanregoliet (stof en rotsen). Wilcoski voegde toe: We moeten naar beneden boren en ernaar zoeken.

Kortom: veel van het ijs van onze maan kwam waarschijnlijk van oude vulkanen, zeggen onderzoekers. Het ijs vormde zich voor het eerst als vorst in tijden dat de maan tijdelijke atmosferen had die waren gecreëerd door vulkaanuitbarstingen. Het ijs kan waardevol drinkwater opleveren voor toekomstige maanastronauten.

https://earthsky.org/space/moon-water-f ... volcanoes/

https://iopscience.iop.org/article/10.3 ... c649c/meta