Ο «κύκλος του νερού στη Σελήνη» είναι μια φράση που πολλοί άνθρωποι - συμπεριλαμβανομένων των σεληνιακών επιστημόνων - δεν περίμεναν ποτέ να ακούσουν. Αυτό το εκπληκτικό νέο εύρημα πανταχού παρόν ύδατος στην επιφάνεια της Σελήνης, που αποκαλύφθηκε και επιβεβαιώθηκε από τρία διαφορετικά διαστημόπλοια πέρυσι, ήταν ένα από τα κύρια θέματα της πρόσφατης συζήτησης και μελέτης σεληνιακών ερευνητών. Όμως, ο υπολογισμός του κύκλου του τρόπου εμφάνισης και εξαφάνισης του νερού κατά τη σεληνιακή ημέρα παραμένει αόριστος. Από τώρα, οι επιστήμονες υποπτεύονται μερικές διαφορετικές διεργασίες που θα μπορούσαν να μεταφέρουν νερό και υδροξύλιο (ΟΗ) στην σεληνιακή επιφάνεια: μετεωρίτες ή κομήτες που χτυπούν τη Σελήνη, ξεπερνούν το εσωτερικό του φεγγαριού ή ο ηλιακός άνεμος αλληλεπιδρά με τον σεληνιακό regolith. Ωστόσο, μέχρι στιγμής, καμία από αυτές τις διαδικασίες δεν έχει συμπληρωθεί.
Η Dana Hurley από το εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins είναι μέλος ομάδας επιστημόνων που προσπαθούν να μοντελοποιήσουν τον σεληνιακό κύκλο νερού και συζήτησε το έργο στο τρίτο ετήσιο σεληνιακό φόρουμ της NASA Lunar Science Institute στο Ames Research Center, 20-22 Ιουλίου 2010. .
«Όταν κάνουμε το μοντέλο, υποθέτουμε ότι ο τρόπος με τον οποίο χάνεται το νερό είναι μέσω της φωτοδιάσπασης και έτσι καθορίζει το χρονοδιάγραμμα», δήλωσε ο Hurley στο Space Magazine. "Και χρησιμοποιώντας αυτό το χρονοδιάγραμμα το ποσό που εισέρχεται μέσω του ηλιακού ανέμου ή των μικρομετεωριτών δεν μπορεί να προσθέσει έως το ποσό που παρατηρείται εάν είναι σε σταθερή κατάσταση, οπότε κάτι δεν τρέχει."
Η φωτοδιάσπαση περιλαμβάνει τη διάσπαση μιας ουσίας σε απλούστερα συστατικά από την ακτινοβόλη ενέργεια του ηλιακού φωτός.
Φαίνεται ότι η ποσότητα του νερού ποικίλλει κατά τη διάρκεια της σεληνιακής ημέρας. Δύο παρατηρήσεις την εβδομάδα που διαχωρίζονται από ένα φασματόμετρο στο επαναλαμβανόμενο διαστημικό σκάφος Deep Impact (τώρα ονομάζεται EPOXI) έδειξαν ότι η περιοχή που ήταν κοντά στον τερματιστή της Σελήνης την αυγή είχε ανιχνεύσιμη ποσότητα νερού και υδροξυλίου και μια εβδομάδα αργότερα όταν ήταν κοντά στο μεσημέρι, αυτές ουσίες είχαν φύγει. Αλλά η νέα περιοχή την αυγή τότε είχε H2O και OH.
Μια θεωρία υποστηρίζει ότι το νερό και το υδροξύλιο σχηματίζονται εν μέρει από ιόντα υδρογόνου στον ηλιακό άνεμο. Μέχρι το τοπικό μεσημέρι, όταν το φεγγάρι είναι στο πιο ζεστό, λίγο νερό και υδροξύλιο χάνονται. Μέχρι το βράδυ, η επιφάνεια ψύχεται ξανά και το νερό και το υδροξύλιο επιστρέφουν.
Ωστόσο, είπε ο Χούρλι, ο ηλιακός άνεμος σε σταθερή κατάσταση δεν αναπαράγει την παρατηρούμενη επιφανειακή πυκνότητα νερού και υδροξυλίου.
Επιπλέον, η εξέταση των άλλων πιθανών πηγών - του γνωστού ρυθμού πηγής μικρομετεωροειδών και κομητών - δεν παρέχει ούτε την ποσότητα των παρατηρούμενων H20 και OH.
"Θα θέλαμε πραγματικά να έχουμε πολύ περισσότερες παρατηρήσεις για να καταλάβουμε πώς εξελίσσεται κατά τη διάρκεια της ημέρας", δήλωσε ο Hurley.
Στην ομιλία της, η Hurley είπε ότι η ομάδα της προσπαθεί να εξετάσει όλες τις πιθανές γωνίες και ιδέες, συμπεριλαμβανομένων των πρόσφατων μεγαλύτερων επιτυχιών κομήτη στη Σελήνη, ή ενδεχομένως ενός εποχιακού γεγονότος όπου το νερό που αποτίθεται στους χειμερινούς πόλους θα μπορούσε να απελευθερωθεί όταν ζεσταθεί το καλοκαίρι. Ωστόσο, μέχρι στιγμής καμία από αυτές τις ιδέες δεν έχει δοκιμαστεί ή μοντελοποιηθεί, και από τώρα δεν παρέχουν λύση στον καθημερινό κύκλο νερού που παρατηρήθηκε.
Σημείωσε επίσης ότι επειδή προφανώς υπάρχουν μερικές μοναδικές διαδικασίες, η αλληλεπίδραση μεταξύ επιφάνειας και ατμόσφαιρας χρειάζεται περισσότερη μελέτη.
«Η επιφάνεια και η ατμόσφαιρα είναι συνδυασμένες», είπε ο Hurley σε συνέντευξή του στο Space Magazine. «Η ατμόσφαιρα παράγεται από την επιφάνεια. Δεν υπάρχει ατμόσφαιρα που διαρκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα στη Σελήνη και συνεχώς παράγεται και χάνεται. Και έτσι προέρχεται από την επιφάνεια, είτε από κάτι που προέρχεται από τους σεληνιακούς regolith κόκκους είτε από κάτι που αλληλεπιδρά με αυτούς τους κόκκους, είτε πρόκειται για τον ηλιακό άνεμο ή κάτι που επηρεάζει. Έτσι, η επιφάνεια είναι η πηγή της ατμόσφαιρας και αυτή η ατμόσφαιρα επιστρέφει και αλληλεπιδρά με την επιφάνεια ξανά. Και πρέπει πραγματικά να καταλάβετε ολόκληρο το σύστημα. "
Λοιπόν, ποια είναι η καλύτερη της εικασία για την πηγή του νερού;
Ο Hurley είπε ότι πρέπει να γίνει κάποιο είδος ανακύκλωσης εντός του regolith και ίσως μια σύνθετη χημεία επιφανείας που επιτρέπει στους H20 και OH να υπάρχουν για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους, κάτι που θα εξηγούσε καλύτερα την επιφανειακή πυκνότητα.
«Αυτό που έχω εξετάσει είναι τι θα μπορούσε να συμβαίνει στην ατμόσφαιρα και πώς τα πράγματα μετακινούνται από την επιφάνεια προς τα πάνω και στη συνέχεια πίσω στην επιφάνεια», είπε. «Ο σεληνιακός regolith είναι μάλλον χαλαρός, και αυτά τα μικρά σωματίδια και αέρια μπορούν να κατεβούν μέσα στον regolith και να βρίσκονται στην κορυφή αρκετά εκατοστά και να λειτουργήσουν προς τα κάτω και προς τα πίσω. Υπάρχει λοιπόν μια ανταλλαγή σε αυτό το ανώτερο στρώμα που λειτουργεί σαν δεξαμενή. Αυτή είναι η καλύτερη μου εκτίμηση για το τι συμβαίνει. "
