Astronauten könnten eines Tages Wasser aus alten Mondvulkanen trinken

Vor Milliarden von Jahren brach eine Reihe von Vulkanausbrüchen auf dem Mond los und bedeckte Hunderttausende Quadratmeilen der Oberfläche der Kugel mit heißer Lava. Im Laufe der Äonen schuf diese Lava die dunklen Flecken oder Maria, die dem Gesicht des Mondes heute sein vertrautes Aussehen verleihen.

Jetzt deuten neue Forschungsergebnisse von CU Boulder darauf hin, dass Vulkane möglicherweise einen weiteren dauerhaften Einfluss auf die Mondoberfläche hinterlassen haben: Eisplatten, die die Pole des Mondes überziehen und an einigen Stellen Dutzende oder sogar Hunderte von Fuß dick sein könnten.

„Wir stellen es uns als Frost auf dem Mond vor, der sich im Laufe der Zeit aufgebaut hat“, sagte Andrew Wilcoski, Hauptautor der neuen Studie und Doktorand am Department of Astrophysical and Planetary Sciences (APS) und am Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) an der CU Boulder.

Er und seine Kollegen veröffentlichten ihre Ergebnisse diesen Monat in Das Planetary Science Journal.

Die Forscher stützten sich auf Computersimulationen oder Modelle, um zu versuchen, die Bedingungen auf dem Mond nachzubilden, lange bevor komplexes Leben auf der Erde entstand. Sie entdeckten, dass alte Mondvulkane riesige Mengen an Wasserdampf ausspuckten, der sich dann auf der Oberfläche absetzte und Eisvorräte bildete, die sich möglicherweise noch immer in Mondkratern verstecken. Wenn zu dieser Zeit Menschen gelebt haben, haben sie möglicherweise sogar einen Reifsplitter nahe der Grenze zwischen Tag und Nacht auf der Mondoberfläche gesehen.

Es ist ein potenzielles Kopfgeld für zukünftige Mondforscher, die Wasser zum Trinken und Verarbeiten zu Raketentreibstoff benötigen, sagte der Co-Autor der Studie, Paul Hayne.

„Es ist möglich, dass Sie 5 oder 10 Meter unter der Oberfläche große Eisplatten haben“, sagte Hayne, Assistenzprofessor für APS und LASP.

Temporäre Atmosphären

Die neue Studie trägt zu einer wachsenden Zahl von Beweisen bei, die darauf hindeuten, dass der Mond möglicherweise von viel mehr Wasser überschwemmt wird, als Wissenschaftler einst glaubten. In einer Studie aus dem Jahr 2020 schätzten Hayne und seine Kollegen, dass fast 6.000 Quadratmeilen der Mondoberfläche in der Lage sein könnten, Eis einzufangen und daran festzuhalten – hauptsächlich in der Nähe des Nord- und Südpols des Mondes. Woher das ganze Wasser überhaupt kam, ist unklar.

„Im Moment gibt es viele potenzielle Quellen“, sagte Hayne.

Vulkane könnten ein großes sein. Der Planetenwissenschaftler erklärte, dass der Mond vor 2 bis 4 Milliarden Jahren ein chaotischer Ort war. Zehntausende von Vulkanen brachen während dieser Zeit auf seiner Oberfläche aus und erzeugten riesige Flüsse und Lavaseen, nicht unähnlich den Merkmalen, die Sie heute auf Hawaii sehen können – nur viel gewaltiger.

„Sie stellen fast alle Eruptionen auf der Erde in den Schatten“, sagte Hayne.

Jüngste Forschung von Wissenschaftlern des Lunar and Planetary Institute in Houston zeigt, dass diese Vulkane wahrscheinlich auch hoch aufragende Wolken ausgestoßen haben, die hauptsächlich aus Kohlenmonoxid und Wasserdampf bestanden. Diese Wolken wirbelten dann um den Mond und erzeugten möglicherweise dünne und kurzlebige Atmosphären.

Das brachte Hayne und Wilcoski dazu, sich zu fragen: Könnte dieselbe Atmosphäre Eis auf der Mondoberfläche hinterlassen haben, ein bisschen wie Reif, der sich nach einer kühlen Herbstnacht auf dem Boden bildet?

Für immer Eis

Um das herauszufinden, machte sich das Duo zusammen mit Margaret Landis, einer wissenschaftlichen Mitarbeiterin am LASP, auf den Weg, um vor Milliarden von Jahren zu versuchen, sich auf die Oberfläche des Mondes zu begeben.

Das Team verwendete Schätzungen, dass der Mond auf seinem Höhepunkt im Durchschnitt alle 22.000 Jahre einen Ausbruch erlebte. Die Forscher verfolgten dann, wie vulkanische Gase um den Mond herumgewirbelt sein könnten und im Laufe der Zeit in den Weltraum entwichen sind. Und sie entdeckten, dass die Bedingungen möglicherweise eisig geworden sind. Nach Schätzungen der Gruppe könnten etwa 41 % des Wassers von Vulkanen als Eis auf dem Mond kondensiert sein.

„Die Atmosphären entwichen über etwa 1.000 Jahre, also blieb genügend Zeit für die Eisbildung“, sagte Wilcoski.

Es könnte tatsächlich so viel Eis auf dem Mond gewesen sein, dass Sie möglicherweise den Glanz von Reif und dicken, polaren Eiskappen von der Erde aus gesehen haben könnten. Die Gruppe berechnete, dass in diesem Zeitraum etwa 18 Billiarden Pfund vulkanisches Wasser zu Eis kondensiert sein könnten. Das ist mehr Wasser als derzeit im Lake Michigan. Und die Forschung deutet darauf hin, dass viel von diesem Mondwasser heute noch vorhanden sein könnte.

Diese Weltraum-Eiswürfel werden jedoch nicht unbedingt leicht zu finden sein. Das meiste Eis hat sich wahrscheinlich in der Nähe der Mondpole angesammelt und könnte unter mehreren Fuß Mondstaub oder Regolith begraben sein.

Ein Grund mehr, sagte Hayne, für Menschen oder Roboter, umzukehren und mit dem Graben zu beginnen.

„Wir müssen wirklich einen Drilldown durchführen und danach suchen“, sagte er.