Undersøgelse tyder på, at is på månens sydpol kan have mere end én kilde

Opdagelsen af ​​isaflejringer i kratere spredt ud over Månens sydpol har været med til at forny interessen for at udforske månens overflade, men ingen er sikker på præcis hvornår eller hvordan den is kom dertil. En ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Icarus tyder på, at mens størstedelen af ​​disse indskud sandsynligvis er milliarder af år gamle, nogle kan være meget nyere.

Ariel Deutsch, en kandidatstuderende ved Brown University's Department of Earth, Environmental and Planetary Sciences og undersøgelsens hovedforfatter, siger, at begrænsning af alderen på aflejringerne er vigtigt både for grundlæggende videnskab og for fremtidige måneforskere, der kan bruge denne is til brændstof og andre formål.

"Aldre på disse aflejringer kan potentielt fortælle os noget om isens oprindelse, som hjælper os med at forstå kilderne og fordelingen af ​​vand i det indre solsystem, " sagde Deutsch. "Til efterforskningsformål, vi er nødt til at forstå de laterale og vertikale fordelinger af disse aflejringer for at finde ud af, hvordan vi bedst får adgang til dem. Disse distributioner udvikler sig med tiden, så det er vigtigt at have en idé om alderen."

Til studiet, Deutsch arbejdede sammen med Jim Head, en professor ved Brown, og Gregory Neumann fra NASA Goddard Space Flight Center. Ved at bruge data fra NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter, som har kredset om Månen siden 2009, forskerne så på alderen for de store kratere, hvor der blev fundet beviser for sydpolens isaflejringer. For at datere kraterne, forskere tæller antallet af mindre kratere, der er opstået inde i de større. Forskere har en omtrentlig idé om tempoet i påvirkningerne over tid, så tælle kratere kan hjælpe med at fastslå terrænets alder.

Størstedelen af ​​de rapporterede isaflejringer findes i store kratere dannet for omkring 3,1 milliarder år eller længere siden, undersøgelsen fandt. Da isen ikke kan være ældre end krateret, der sætter en øvre grænse for isens alder. Bare fordi krateret er gammelt, betyder det ikke, at isen i det også er så gammel, siger forskerne, men i dette tilfælde er der grund til at tro, at isen virkelig er gammel. Aflejringerne har en ujævn fordeling på kraterbunden, hvilket tyder på, at isen er blevet ramt af mikrometeoritnedslag og andet affald over en længere periode.

Hvis disse rapporterede isaflejringer virkelig er gamle, som kunne have betydelige konsekvenser med hensyn til efterforskning og potentiel ressourceudnyttelse, siger forskerne.

"Der har været modeller for bombardement gennem tiden, der viser, at isen begynder at koncentrere sig med dybden, " sagde Deutsch. "Så hvis du har et overfladelag, der er gammelt, du ville forvente mere nedenunder."

Mens størstedelen af ​​isen var i de gamle kratere, forskerne fandt også beviser for is i mindre kratere, at dømme efter deres skarpe, veldefinerede funktioner, ser ud til at være ret frisk. Det tyder på, at nogle af aflejringerne på sydpolen kom dertil relativt for nylig.

"Det var en overraskelse, " sagde Deutsch. "Der havde ikke rigtig været nogen observationer af is i yngre kuldefælder før."

Hvis der faktisk er aflejringer af forskellige aldre, siger forskerne, det tyder på, at de også kan have forskellige kilder. Ældre is kunne have været hentet fra vandførende kometer og asteroider, der påvirker overfladen, eller gennem vulkansk aktivitet, der trak vand dybt inde fra Månen. Men der er ikke mange store vandførende slagkrafte i nyere tid, og vulkanismen menes at være ophørt på Månen for over en milliard år siden. Så nyere isaflejringer ville kræve forskellige kilder - måske bombardement fra mikrometeoritter på størrelse med ærter eller implantation af solvind.

Den bedste måde at finde ud af med sikkerhed, siger forskerne, er at sende rumfartøjer dertil for at få nogle prøver. Og det ser ud til at være i horisonten. NASAs Artemis-program sigter mod at sætte mennesker på Månen i 2024, og planlægger at flyve adskillige forløbermissioner med robotrumfartøjer i mellemtiden. Hoved, en studiemedforfatter og Deutschs ph.d. rådgiver, siger, at undersøgelser som denne vil hjælpe med at forme disse fremtidige missioner.

"Når vi tænker på at sende mennesker tilbage til Månen til langsigtet udforskning, vi skal vide, hvilke ressourcer der er, som vi kan regne med, og vi ved det ikke lige nu, " sagde Head. "Undersøgelser som denne hjælper os med at forudsige, hvor vi skal hen for at besvare disse spørgsmål."