Uralte Mondvulkane könnten zukünftige Astronauten mit Trinkwasser und Raketentreibstoff versorgen

Das östliche Becken des Mondes, gesehen vom Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA. Bildnachweis: NASA GSFC

Vor Milliarden von Jahren brach auf dem Mond eine Reihe von Vulkanausbrüchen aus, die Hunderttausende Quadratmeilen der Oberfläche der Kugel mit heißer Lava bedeckten. Im Laufe der Jahrhunderte schuf diese Lava die dunklen Flecken oder Maria, die dem Gesicht des Mondes heute sein unverwechselbares Aussehen verleihen.

Jetzt deuten neue Forschungsergebnisse der University of Colorado Boulder (CU Boulder) darauf hin, dass Vulkane möglicherweise eine weitere bleibende Wirkung auf der Mondoberfläche hinterlassen haben: Eisplatten überziehen die Pole des Mondes und können an manchen Stellen Dutzende oder sogar Hunderte von Fuß messen. dick.

sagte Andrew Wilkowsky, Hauptautor der neuen Studie und Doktorand am Department of Astrophysics and Planetary Science (APS) und am Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) der CU Boulder.

Er und seine Kollegen veröffentlichten ihre Ergebnisse diesen Monat in Planetary Science Journal.

Schröttertaler Mond

Wissenschaftler glauben, dass das schlangenartige Schröttertal auf dem Mond durch an die Oberfläche strömende Lava entstanden ist. Bildnachweis: NASA Johnson

Forscher haben sich auf Computermodelle oder Simulationen verlassen, um zu versuchen, die Bedingungen auf dem Mond nachzubilden, lange bevor komplexes Leben auf der Erde erschien. Sie entdeckten, dass alte Mondvulkane riesige Mengen an Wasserdampf ausspuckten, der sich dann auf der Oberfläche absetzte und Eisvorräte bildete, die sich möglicherweise noch in Mondkratern verstecken. Wenn zu dieser Zeit ein Mensch gelebt hat, könnte er ein Stück dieses Reifs nahe der Grenze zwischen Tag und Nacht auf der Oberfläche des Mondes gesehen haben.

Dies ist ein potenzieller Bonus für zukünftige Mondforscher, die Wasser zum Trinken und zur Verarbeitung zu Raketentreibstoff benötigen, sagte Studien-Co-Autor Paul Heine.

“Es ist möglich, dass Sie in einer Tiefe von 5 oder 10 Metern große Eisschichten unter der Oberfläche haben”, sagte Hein, Assistenzprofessor an APS und LASP.

Temporäre Atmosphäre

Die neue Studie trägt zu einer wachsenden Zahl von Beweisen bei, die darauf hindeuten, dass der Mond möglicherweise in weit mehr Wasser ertrinkt, als Wissenschaftler bisher angenommen haben. In einer Studie aus dem Jahr 2020 schätzten Heine und Kollegen, dass etwa 6.000 Quadratmeilen der Mondoberfläche Eis einfangen und daran haften könnten – oft in der Nähe des Nord- und Südpols des Mondes. Woher all dieses Wasser überhaupt kam, ist unklar.

“Im Moment gibt es viele potenzielle Quellen”, sagte Hein.

Vulkane können groß sein. Der Planetenwissenschaftler erklärte, dass der Mond vor 2-4 Milliarden Jahren ein chaotischer Ort war. Zehntausende von Vulkanen brachen in dieser Zeit auf seiner Oberfläche aus und schufen riesige Flüsse und Lavaseen, anders als heute auf Hawaii – nur noch massiver.

Der Mond vor Milliarden von Jahren

Eine Darstellung, wie es aussehen könnte, wenn sich vor Milliarden von Jahren Frost auf der Oberfläche des Mondes gebildet hätte. Bildnachweis: Paul Heine

„Sie stellen fast alle Explosionen auf der Erde in den Schatten“, sagte Hein.

Jüngste Untersuchungen von Wissenschaftlern des Lunar and Planetary Institute in Houston zeigen, dass diese Vulkane wahrscheinlich auch hoch aufragende Wolken ausspucken, die hauptsächlich aus Kohlenmonoxid und Wasserdampf bestehen. Diese Wolken umkreisten dann den Mond, was zur Bildung dünner, kurzlebiger Atmosphären führen könnte.

Das veranlasste Heine und Wilkowski zu der Frage: Könnte dieselbe Atmosphäre Eis auf der Mondoberfläche hinterlassen, ein bisschen wie Reif, der sich nach einer kalten Herbstnacht auf der Erde bildet?

ewig Eis

Um das herauszufinden, machte sich das Duo zusammen mit der LASP-Forschungsassistentin Margaret Landis auf den Weg, um vor Milliarden von Jahren zu versuchen, sich auf dem Mond zu positionieren.

Das Team verwendete Schätzungen, dass der Mond auf seinem Höhepunkt durchschnittlich alle 22.000 Jahre einen Vulkanausbruch erlebte. Die Forscher verfolgten dann, wie die vulkanischen Gase den Mond umkreisen und im Laufe der Zeit in den Weltraum entweichen konnten. Sie entdeckten, dass die Bedingungen möglicherweise eisig geworden sind.
Nach Schätzungen der Gruppe könnten etwa 41 % des Wassers von Vulkanen auf dem Mond als Eis kondensiert sein.

„Die Atmosphäre entweicht seit mehr als 1.000 Jahren, also gab es viel Zeit für die Eisbildung“, sagte Wilkowski.

Es könnte tatsächlich so viel Eis auf dem Mond gewesen sein, dass Sie möglicherweise Frostschimmer und dicke Polkappen von der Erde aus sehen könnten. Die Gruppe berechnete, dass etwa 18 Billiarden Pfund vulkanisches Wasser während dieser Zeit als Eis kondensieren könnten. Das ist mehr als das Wasser, das derzeit im Michigansee fließt. Die Forschung deutet darauf hin, dass viel von diesem Mondwasser heute noch vorhanden sein könnte.

Es wird jedoch nicht einfach sein, Eiswürfel im Weltraum zu finden. Der größte Teil dieses Eises hat sich wahrscheinlich in der Nähe der Mondpole angesammelt und wurde möglicherweise unter mehreren Fuß Mondstaub oder Regolith begraben.

Hein sagte, es gibt einen weiteren Grund, warum Menschen oder Roboter zurückkommen und anfangen zu graben.

„Wir müssen wirklich tiefer gehen und danach suchen“, sagte er.

Referenz: „Polar Ice Build-up from Volcano-Induced Transient Atmosphere on the Moon“ von Andrew X. Wilkowsky, Paul Heine und Margaret E. Landis, 3. Mai 2022, hier verfügbar. Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847 / PSJ / ac649c

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