Auf dem Mond gibt es Wassermoleküle und Eis, also wie sind sie dorthin gekommen? Asteroiden- und Kometenkollisionen haben wahrscheinlich einen Teil davon produziert, aber eine neue Studie deutet auf eine andere Quelle von Mondwasser hin: die Erdatmosphäre.
Wasserstoff- und Sauerstoffionen, die aus der oberen Atmosphäre unseres Planeten entweichen und sich dann auf dem Mond verbinden, könnten bis zu 3.500 Kubikkilometer (840 Kubikmeilen) Permafrost an der Oberfläche oder flüssiges Wasser unter der Oberfläche erzeugt haben, sagen Wissenschaftler.
Die Überlegung ist, dass Wasserstoff- und Sauerstoffionen in die Mondoberfläche getrieben werden, wenn der Mond durch den Schwanz der Magnetosphäre der Erde (die tränenförmige Blase um die Erde, die von ihrem Magnetfeld beeinflusst wird) passiert. Das passiert fünf Tage in jedem Mondmonat.
Da der Sonnenwind der Sonne gegen diese Blase drückt, werden einige Magnetfeldlinien der Erde unterbrochen: nur an einem Ende mit dem Planeten verbunden.
Wenn der Mond mit dem Schweif der Erdmagnetosphäre interferiert, werden einige dieser unterbrochenen Verbindungen repariert, was dazu führt, dass Wasserstoff- und Sauerstoffionen, die zuvor aus der Erdatmosphäre entwichen waren, plötzlich auf sie zurückströmen.
„Es ist, als ob der Mond unter einer Dusche steht – ein Schauer von Wasserionen, die zur Erde zurückkommen und auf die Mondoberfläche fallen“, sagt der Geophysiker Gunther Kletetschka von der University of Alaska Fairbanks.
Es gibt keine Magnetosphäre auf dem Mond, so dass, wenn die Ionen auf die Mondoberfläche treffen, Permafrost entsteht, schlagen die Forscher vor. Ein Teil dieses Frosts könnte durch eine Vielzahl geologischer Prozesse unter die Oberfläche getrieben und in flüssiges Wasser umgewandelt werden.
Die Forscher gehen davon aus, dass sich diese Ionen im Laufe der Milliarden von Jahren seit dem späten schweren Bombardement langsam angesammelt haben, jener Zeit, in der die frühe Erde und der Mond mit schweren Einschlägen von anderen Himmelskörpern übersät waren, die durch den Weltraum rasten.
Gravitationsdaten des Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA wurden verwendet, um die Polarregionen des Mondes und mehrere große Krater genau zu untersuchen. Das Team entdeckte Anomalien, die auf Gesteinsbrüche hindeuten könnten, die Permafrost einfangen könnten.
“Kratereinschläge, die strukturelle Erweiterungen und Brüche bilden, ermöglichen geeignete Porenraumnetzwerke, um große unterirdische Flüssigwasserreservoirs zu beherbergen”, schreiben die Forscher in ihrem veröffentlichten Artikel.
„Berechnungen auf der Rückseite der Hülle deuteten darauf hin, dass sich in den letzten 3,5 Milliarden Jahren mehrere tausend Kubikkilometer Wasserphase auf diese Weise im Untergrund des Mondes angesammelt haben könnten.“
Die Verteilung des Oberflächeneises am Südpol des Mondes (links) und am Nordpol (rechts). (NASA)
Während es wahrscheinlich ist, dass das Wasser auf dem Mond aus mehreren Quellen stammt – einschließlich Wasserstoff- und Sauerstoffreaktionen, die durch Sonnenwinde ausgelöst werden, glauben Wissenschaftler –, könnte ein Großteil davon durch diese Methode gelangt sein.
Die vorhergesagte Ansammlung würde ausreichen, um den Huronsee in Nordamerika zu füllen. Die Abdeckung durch Krater und Gesteinsbrüche würde dann die notwendige Abdeckung bieten, um zu verhindern, dass das Wasser wieder in den Weltraum verdunstet.
Die NASA ist bestrebt, eine langfristige menschliche Präsenz auf dem Mond aufzubauen, und dazu muss es eine geeignete Mondstation mit einer nahe gelegenen Wasserquelle geben. Diese neuesten Forschungsergebnisse könnten Experten bei der Entscheidung helfen, wo diese Station aufgestellt werden soll.
„Da das Artemis-Team der NASA am Südpol des Mondes ein Basislager errichten will, können die Wasserionen, die vor vielen Äonen auf der Erde entstanden sind, im Lebenserhaltungssystem der Astronauten genutzt werden“, sagt Kletetschka.
Die Forschung wurde in veröffentlicht Wissenschaftliche Berichte.