Novo istraživanje pokazuje da solarni vetar prenosi delove Zemljine atmosfere na Mesec već milijardama godina, a da Zemljino magnetno polje ponekad olakšava — umesto da spreči — taj proces. Računske simulacije i poređenje sa uzorcima Apolo 14 i 17 ukazuju da moderni model Zemlje efikasnije usmerava kiseonik, azot i druge hlapljive supstance ka Mesecu. Nalazi imaju implikacije za istraživanje lunarnog regolita i buduće lunarne resurse, a mogu se dodatno testirati novim uzorcima iz Chang'e misija.
Kako Mesec „upija" Zemljinu atmosferu: nova studija otkriva prenos kiseonika, azota i drugih molekula
Solar wind, in combination with Earth's magnetic field, has been delivering particles from our planet's atmosphere to the moon's surface for billions of year, as illustrated here. - Shubhonkar Paramanick/University of Rochester
Novo istraživanje pokazuje da solarni vetar nosi delove Zemljine atmosfere u svemir, a da se mnoge od tih čestica talože na površini Meseca i mešaju sa lunarnim regolitiom već milijardama godina. Suprotno ranijim pretpostavkama da je Zemljino magnetno polje samo štit, autori studije sugerišu da magnetosfera ponekad olakšava prenos atmosferskih gasova ka Mesecu.
Apollo 17 lunar module pilot Harrison Schmitt collected lunar samples on the moon in 1972. - NASA
Glavni nalazi
Simulacije sprovedene u studiji pokazuju da je moderni model Zemlje — sa relativno snažnim magnetnim poljem i slabijim solarnim vetrom — efikasniji u usmeravanju kiseonika, azota i drugih hlapljivih supstanci prema Mesecu nego model bez magnetnog polja. Ključna uloga magnetosfere nije samo u odbijanju čestica, već i u oblikovanju toka koji može proširiti atmosferu i otvoriti „kanale" (posebno kroz magnetotail) kojima materijal lakše stiže do Meseca.
Apollo 14 lunar samples were analyzed at a quarantine facility in 1971. - NASA
Metodologija
Istraživači sa Univerziteta Rochester koristili su računske simulacije dve hipotetičke situacije: jednu sa jakim solarnim vetrom i bez magnetnog polja (analogno starijoj Zemlji) i drugu sa slabijim solarnim vetrom i snažnom magnetosferom (moderni model). Rezultati su upoređeni sa hemijskim analizama uzoraka lunarnog tla dobijenih tokom misija Apolo 14 i Apolo 17.
Northern lights — seen here north of Inuvik, in Canada's Northwest Territories — occur when energized particles from coronal mass ejections reach Earth’s magnetic field and interact with atmospheric gases. - Cole Burston/AFP/Getty Images
Eric Blackman, koautor i profesor na Univerzitetu Rochester: „Zemlja je tokom vremena snabdevala lunarno tlo hlapljivim gasovima poput kiseonika i azota — i taj proces se, prema našim rezultatima, i danas nastavlja.”
Zašto je otkriće važno
Prisustvo kiseonika, vodonika, azota i drugih elemenata u regolitu može imati praktičnu vrednost za buduće lunarne misije: iz tih supstanci moguće je ekstrahovati vodu, gorivo i druge resurse koji bi smanjili zavisnost od dopreme sa Zemlje. Novi uzorci prikupljeni misijama Chang'e‑5 (2020) i Chang'e‑6 (2024) pružaju priliku za dodatnu proveru nalaza.
A view of Earth over the Lunar horizon, captured by Apollo 11. - NASA/Hulton Archive/Getty Images
Šira naučna vrednost
Studija takođe ukazuje da Mesec predstavlja arhivu hemijskih tragova Zemljine atmosfere kroz geološka vremena. Analiza takvih tragova može pomoći da rekonstrušemo promene u sastavu atmosfere i povežemo ih sa razvojem života na Zemlji.
A regolith breccia rock, 3.2 billion years old was collected by Apollo 15. - Michael Wyke/AP
Reakcije stručnjaka
Kentaro Terada (Osaka University) pozdravio je teorijsku potvrdu ranijih opažanja transporta kiseonika na Mesec, dok je Simeon Barber (Open University) istakao da novo istraživanje dobro korespondira sa aktuelnim i budućim prikupljanjima uzoraka.
Šta sledi
Dalje analize novih lunarnих uzoraka i preciznija merenja hlapljivih elemenata na površini Meseca biće ključni za potvrdu obima i vremenskih okvira ovog prenosa materije. Ako se potvrdi, nalaz menja razumevanje međusobnog uticaja Zemlje i Meseca i otvara praktične mogućnosti za održive lunarne operacije.
Studija je objavljena u časopisu Nature Communications Earth & Environment (decembar). Podaci iz Apolo misija i rezultati kineskih Chang'e misija služe kao važne tačke potvrde.
Pomozite nam da budemo bolji.
