Bild https://cmns.umd.edu En bild av månens Haynkrater tagen av NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter. Fruset vatten kan finnas djupt inne i denna och liknande månkratrar. Källa: NASA/GSFC/Arizona State University.
I en ny studie (se nedan) av geologer vid University of Maryland, Lawrence Berkeley National Laboratory och University of Hawaii beskrivs att seismiska vågor av samma typ som uppmäts under jordbävningar på jorden kan användas för att lokalisera och kartlägga is under månens yta under månbävningar . "Det är avgörande att identifiera alla material på månen som en astronaut kan använda medan de är där uppe," beskriver Nicholas Schmerr, associate professor in UMD’s Department of Geological, Environmental and Planetary Sciences och medförfattare till studien. "Eftersom de kommer att vara begränsade av de få resurser de tagit med sig från jorden kommer allt de hittar på månen att hjälpa dem att i princip klara sig med det som finns på plats särskilt vid längre uppdrag eller utposter."
Ingen vet hur mycket is som finns på månen eller var den finns. Satelliter kan skanna månens yta från omloppsbana, men de kan bara se det översta månlagret. Avlagringar av fruset vatten kan ligga mycket djupt ner under månens yta.
Idén bakom teamets arbete är enkel. Frusen jord och torr jord beter sig olika när en seismisk våg passerar genom dem. Is i regoliten (månjord) gör att vibrationerna färdas två till tre gånger snabbare genom detta än genom torr jord. Isrika zoner kan också få seismisk energi att studsa tillbaka istället för att passera igenom materia ungefär som ljud kan eka mot en vägg. Schmerr noterade att en välplacerad seismometer på månen skulle kunna upptäcka dessa effekter.
"Vi kan använda seismiska vågor för inte bara för att se om is finns utan också ungefär hur mycket det finns," förklarade han.
För att testa sina teorier använde forskarna tre metoder. Studiens huvudförfattare, Harrison Lisabeth (Ph.D. '16, geologi), bergartsfysiker vid Lawrence Berkeley National Laboratory och UMD-alumn, frös en vulkanisk sten från Arizona som, när den krossats efterliknar måndamm. Han använde sedan röntgenbilder för att studera hur is sjunker ner i små springor mellan jordkornen. Medförfattaren Matthew Siegler från University of Hawaii modellerade detaljerade temperaturkartor över månens sydpolområde och identifierade vilka kratrar som förblev tillräckligt kalla för att bevara is i miljarder år.
Vid UMD körde Schmerr datorsimuleringar av små månskalv som rörde sig genom och interagerade med is under månens yta. I varje fall lämnade isen tydliga och mätbara märken på de seismiska data.
Utöver sitt praktiska värde för astronauter har månens is också vetenskaplig betydelse. Månens skuggiga kratrar kan frysa och fånga flyktiga ämnen som fruset vatten vilket bevarar dem orörda över långa tidsskalor och eftersom månens stenar själva är omkring fyra miljarder år gamla, kan studier av den isen avslöja hur vatten blev till i det tidiga solsystemet.
Schmerr beskriver. "Att studera isen som avsatts under tiden då solsystemet bildades kan avslöja hur vatten spreds och slutligen hur jordens hav bildades."
Forskarna behöver inte vänta länge med att testa sina förutsägelser. Kinas Chang'e-7-uppdrag, som kommer att bära en seismometer, förväntas landa nära Shackleton-kratern i slutet av 2026 och det finns många misstänkta avlagringar av is i dess närhet. År 2028 kommer NASAs Artemis-astronauter potentiellt att placera ut Lunar Environmental Monitoring Station, ett instrument som Schmerr hjälpt till att utveckla för seismisk utforskning.
"Ingen har fysiskt mätt isen på månen än, men vi har nu en prognos för vad vi ska hålla utkik efter. Det är ett viktigt första steg." beskriver Schmerr.
Teamets resultat, publicerade i tidskriften Science Advancesden 31 juli 2026 under titeln "The seismmic signature of lunar ice".
Samma metoder som
används på jorden visar sig kunna användas även på månen och bör då även i framtiden kunna användas på andra objekt därute i kosmos.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar