ภูเขาไฟโบราณอาจทิ้งน้ำแข็งไว้ที่ขั้วของดวงจันทร์

สี่พันล้านปีก่อน ลาวาทะลักเข้าสู่เปลือกโลกของดวงจันทร์ วัสดุหลอมเหลวนั้นหล่อหลอม “มนุษย์ในดวงจันทร์” และรูปแบบอื่นๆ ที่เห็นบนพื้นผิวดวงจันทร์ในปัจจุบัน ภูเขาไฟโบราณของดวงจันทร์อาจทิ้งมรดกอีกอย่างที่หนาวเย็นกว่าไว้มาก: น้ำแข็ง

เป็นเวลาสองพันล้านปีที่ภูเขาไฟระเบิดอาจพ่นไอน้ำออกสู่อวกาศรอบดวงจันทร์ สเปรย์เหล่านั้นอาจสร้างบรรยากาศของดวงจันทร์ในช่วงเวลาสั้น ๆ ได้มากมาย ไอน้ำอาจลอยผ่านชั้นบรรยากาศเหล่านี้ก่อนที่จะตกตะกอนเป็นน้ำแข็งที่เสา นักวิจัยได้แบ่งปันการวิเคราะห์ใหม่ของพวกเขาในวารสาร May Planetary Science Journal

นักวิทยาศาสตร์ยืนยันในปี 2552 ว่ามีน้ำแข็งอยู่บนดวงจันทร์ ตั้งแต่นั้นมา นักวิจัยได้ถกเถียงกันถึงที่มาของน้ำนั้น มันอาจจะมาถึงดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหาง นอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้นจากอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งพัดพาโดยลมสุริยะ หรือบางทีน้ำอาจมาจากดวงจันทร์เอง — ในขณะที่ไอพ่นออกมาจากภูเขาไฟระเบิด การปะทุเหล่านั้นจะเกิดขึ้นระหว่าง 4 พันล้านถึง 2 พันล้านปีก่อน

แหล่งลึกลับและขอบเขตของน้ำแข็งดวงจันทร์เป็น “คำถามที่น่าสนใจจริงๆ” แอนดรูว์ วิลโคสกี้กล่าว เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบว่าน้ำแข็งบนดวงจันทร์มีปริมาณเท่าใด ยังไม่ชัดเจน: น้ำแข็งนั้นอยู่ที่ไหน

การสร้างแบบจำลองดวงจันทร์

Wilcoski และเพื่อนร่วมงานของเขาต้องการทราบว่าภูเขาไฟอาจเป็นแหล่งกำเนิดของน้ำแข็งบนดวงจันทร์หรือไม่ ย้อนกลับไปในยุครุ่งเรืองของภูเขาไฟบนดวงจันทร์ มีการปะทุเกิดขึ้นทุกๆ 22,000 ปี นักวิจัยสันนิษฐานว่าน้ำเป็นส่วนประกอบประมาณหนึ่งในสามของก๊าซที่ภูเขาไฟเหล่านั้นพ่นออกมา (จากตัวอย่างหินหนืดบนดวงจันทร์โบราณ) ทีมงานได้ใช้ข้อมูลดังกล่าวเพื่อคำนวณปริมาณน้ำที่ปะทุออกมาโดยรวม

จำนวนมหาศาล: 20 พันล้านล้านกิโลกรัม (2,200 ล้านล้านตัน)! นั่นคือมวลของน้ำใน Great Lakes ทั้งห้ารวมกัน

ไอน้ำบางส่วนจะหายไปเมื่อแสงแดดทำลายโมเลกุลของน้ำบางส่วน ลมสุริยะจะพัดโมเลกุลน้ำอื่นๆ ออกจากดวงจันทร์ แต่ที่ขั้วโลกที่เย็นยะเยือก น้ำบางส่วนอาจติดอยู่ที่พื้นผิวเหมือนน้ำแข็ง

ไอน้ำจะต้องควบแน่นเป็นน้ำแข็งเร็วกว่าที่มันหนีจากดวงจันทร์ ทีมของ Wilcoski ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ในการคำนวณและเปรียบเทียบอัตราเหล่านี้ โมเดลดังกล่าวมีปัจจัยสำคัญหลายประการ ซึ่งรวมถึงอุณหภูมิพื้นผิวของดวงจันทร์ ความดันก๊าซ และการสูญเสียไอระเหยบางส่วนจนกลายเป็นน้ำแข็ง น้ำค้างแข็ง ซึ่งเป็นน้ำแข็งบางๆ ก่อตัวขึ้นที่ด้านข้างของดวงจันทร์ เหมือนกับน้ำแข็งที่เคลือบบนกระจกหน้ารถในช่วงเช้าตรู่

ถ้ามนุษย์มีอยู่เมื่อหลายพันล้านปีก่อน “คุณอาจจะมองขึ้นไปบนดวงจันทร์และเห็นเศษเสี้ยวสีขาวนี้” วิลคอสกี้กล่าว น้ำส่วนใหญ่ในน้ำแข็งนั้นไม่สามารถเดินทางไปยังขั้วโลกได้ (ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงต้องนำมาพิจารณาในแบบจำลอง)

ทีมงานพบว่าประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของไอน้ำทั้งหมดในการปะทุสามารถตกตะกอนกลายเป็นน้ำแข็งที่เสาได้ กว่าพันล้านปี น้ำแข็งบางส่วนนี้จะกลับกลายเป็นไอและหลบหนีไปในอวกาศ แบบจำลองคอมพิวเตอร์คาดการณ์ว่าวันนี้ น้ำแข็งที่สะสมบนดวงจันทร์มีความหนาหลายร้อยเมตร (มากกว่า 700 ฟุต) นอกจากนี้ยังคาดการณ์ว่าขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์จะมีน้ำแข็งเป็นสองเท่าของขั้วโลกเหนือ

การเดินทางจากบรรยากาศสู่เสา

ผลลัพธ์ใหม่นี้สมเหตุสมผลกับสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์รู้เกี่ยวกับดวงจันทร์ นักวิจัยสันนิษฐานมานานแล้วว่าน้ำแข็งปกคลุมที่ขั้วโลกเพราะไปติดอยู่ในที่ที่เรียกว่า “กับดักเย็น” นี่คือกระเป๋าในแนวนอนของดวงจันทร์ที่มักจะอยู่ในเงามืด พวกมันจะยังคงเย็นจนน้ำแข็งที่นั่นสามารถแช่แข็งได้เป็นเวลาหลายพันล้านปี

Margaret Landis กล่าวว่า “มีบางแห่งที่ขั้วดวงจันทร์ที่เย็นเท่ากับดาวพลูโต เช่นเดียวกับวิลโคสกี นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์คนนี้ทำงานที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์

นักวิจัยกล่าวว่าในการไปถึงขั้วโลกนั้นไอน้ำจากภูเขาไฟอาจจะต้องลอยผ่านชั้นบรรยากาศ บรรยากาศจะทำให้โมเลกุลของน้ำเดินทางรอบดวงจันทร์และช่วยป้องกันไม่ให้พวกมันหนีไปในอวกาศ แบบจำลองคอมพิวเตอร์ใหม่แสดงให้เห็นว่าการปะทุของภูเขาไฟแต่ละครั้งทำให้เกิดบรรยากาศใหม่ บรรยากาศนั้นจะคงอยู่ประมาณ 2,500 ปีก่อนที่จะหายไป จากนั้น ดวงจันทร์จะปราศจากชั้นบรรยากาศอีกครั้งจนกว่าจะมีการปะทุครั้งต่อไปประมาณ 20,000 ปีต่อมา

ส่วนนี้ของเรื่องนี้มีเสน่ห์ที่สุดสำหรับปารวธีเปรม เธอเป็นนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการวิจัย เธอทำงานที่ Johns Hopkins Applied Physics Laboratory ในเมืองลอเรล รัฐแมริแลนด์ “มันเป็นการแสดงจินตนาการที่น่าสนใจจริงๆ” เธอกล่าว “คุณสร้างบรรยากาศตั้งแต่เริ่มต้นได้อย่างไร? และทำไมบางครั้งพวกเขาถึงหายไป” เธอบอกว่า “น้ำแข็งขั้วโลกเป็นวิธีหนึ่งในการค้นหา”

ถ้าน้ำแข็งบนดวงจันทร์เริ่มเป็นไอน้ำจากภูเขาไฟ น้ำแข็งนั้นอาจเก็บความทรงจำของแหล่งกำเนิดนั้นไว้ ตัวอย่างเช่น กำมะถันในน้ำแข็ง จะบอกว่ามันมาจากภูเขาไฟมากกว่าที่จะพูด ดาวเคราะห์น้อย ภารกิจดวงจันทร์ในอนาคตวางแผนที่จะเจาะตัวอย่างน้ำแข็งที่สามารถยืนยันที่มาของน้ำแข็งได้

การค้นหากำมะถันจะมีความสำคัญเมื่อคิดถึงทรัพยากรทางจันทรคติ น้ำสำรองบนดวงจันทร์สักวันหนึ่งอาจถูกนักบินอวกาศทำเหมืองเพื่อหาน้ำหรือเชื้อเพลิงจรวด แต่ถ้าน้ำบนดวงจันทร์เจือด้วยกำมะถัน แลนดิสกล่าว การดื่มอาจไม่ปลอดภัย “นั่นเป็นสิ่งสำคัญมากที่คุณควรทราบหากคุณวางแผนที่จะนำฟางไปดวงจันทร์กับคุณ”

ดาวเคราะห์น้อยคืออะไร?

ระบบสุริยะประกอบด้วยดาวเคราะห์น้อยหลายล้านดวง พวกมันอาจจะกลมหรือเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า บางคนมีรูปร่างแปลก ๆ ราวกับว่าปั้นในแป้งโดว์และทิ้งไว้ในอวกาศเพื่อให้แข็งตัว ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากสิ่งเดียวกันกับดาวเคราะห์ อย่างไรก็ตาม ต่างจากก้อนหินบนโลก ที่ประกอบเป็นดาวเคราะห์น้อยไม่ได้ถูกสร้างโดยการกัดเซาะ ความร้อน หรือแรงกดดันที่รุนแรง

ดาวเคราะห์น้อยทั้งหมดมีขนาดค่อนข้างเล็ก เส้นผ่านศูนย์กลางของพวกมันมักจะอยู่ในช่วงตั้งแต่น้อยกว่าหนึ่งกิโลเมตร (มากกว่าครึ่งไมล์เล็กน้อย) ถึงเกือบ 1,000 กิโลเมตร (ยาว 621 ไมล์) ดาวเคราะห์น้อยทุกดวงในระบบสุริยะของเรามีมวลรวมที่น้อยกว่าดวงจันทร์ของโลก

ดาวเคราะห์น้อยบางดวงมีลักษณะคล้ายดาวเคราะห์น้อย มากกว่า 150 ดวงมีดวงจันทร์เป็นของตัวเอง บางคนถึงกับมีสองคน ยังมีอีกกลุ่มหนึ่งที่โคจรรอบดาวเคราะห์น้อยข้างเคียง คู่เหล่านี้แข่งกันเป็นวงกลมขณะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์

วงโคจรส่วนใหญ่จะอยู่ในแนวช่องว่างระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเป็นแถบดาวเคราะห์น้อย แต่นั่นยังคงเป็นย่านที่เงียบเหงา: ดาวเคราะห์น้อยแต่ละดวงมักจะอยู่ห่างจากเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดอย่างน้อยหนึ่งกิโลเมตร (0.6 ไมล์)

ดาวเคราะห์น้อยที่เรียกว่าโทรจันไม่อยู่ในแถบคาด หินเหล่านี้อาจโคจรตามวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงที่ใหญ่กว่ารอบดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุโทรจันเกือบ 6,000 ตัวที่ติดตามอยู่ในวงโคจรของดาวพฤหัสบดี โลกมีโทรจันเพียงตัวเดียวที่รู้จัก

เมื่อซูมผ่านอวกาศ ก้อนหินเหล่านี้เรียกว่าดาวเคราะห์น้อย เมื่อหนึ่งหรือหนึ่งชิ้นตกลงสู่ชั้นบรรยากาศของโลก มันจะกลายเป็นดาวตก อุกกาบาตส่วนใหญ่จะสลายตัวเมื่อเผาผลาญจากการเสียดสีผ่านชั้นบรรยากาศ แต่พวกที่รอดชีวิตไปถึงพื้นผิวโลกเรียกว่าอุกกาบาต และบางส่วนได้ทิ้งรอยหลุมขนาดใหญ่ที่เรียกว่าหลุมอุกกาบาตไว้บนพื้นผิวโลก

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ syoujyuen.com