Wissenschaftler der Universität von Hawaii haben herausgefunden, dass Elektronen aus der Plasmaschicht der Erde die Verwitterung des Mondes beeinflussen und möglicherweise zur Bildung von Wasser beitragen. Diese Entdeckung vertieft unser Verständnis der Beziehung zwischen der Erde und dem Mond und bietet Möglichkeiten für zukünftige Erkundungen.
Ein Forscherteam unter der Leitung von Planetenforschern der Universität von Hawaii in Manoa hat herausgefunden, dass hochenergetische Elektronen in der Plasmaschicht der Erde zum Verwitterungsprozess auf der Mondoberfläche beitragen und, was noch wichtiger ist, diese Elektronen möglicherweise zur Bildung von Wasser auf der Mondoberfläche beitragen. Die Forschung wurde am 14. September in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
Das Verständnis der Konzentration und Verteilung des Wassers auf dem Mond ist entscheidend für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung des Mondes und die Bereitstellung von Wasserressourcen für zukünftige menschliche Erkundungen. Die neue Entdeckung trägt auch dazu bei, den Ursprung des Wassereises zu erklären, das zuvor in den dauerhaft beschatteten Regionen des Mondes gefunden wurde.
Aufgrund des Erdmagnetismus gibt es um die Erde herum ein Kraftfeld namens Magnetosphäre, das die Erde vor Weltraumverwitterung und schädlicher Strahlung der Sonne schützt. Der Sonnenwind drückt und formt die Magnetosphäre um und bildet auf der Nachtseite einen langen Schweif. Die Plasmaschicht innerhalb des Magnetschweifs ist eine Region, die aus hochenergetischen Elektronen und Ionen besteht, die möglicherweise von der Erde und dem Sonnenwind stammen.
Bisher konzentrierten sich Wissenschaftler hauptsächlich auf die Rolle hochenergetischer Ionen bei der Weltraumverwitterung des Mondes und anderer luftloser Körper. Der Sonnenwind, der aus hochenergetischen Teilchen wie Protonen besteht, bombardiert die Mondoberfläche und gilt als eine der Hauptursachen für die Wasserbildung auf dem Mond.
Shuai Li, ein assoziierter Forscher an der School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) der Mānoa University, hat zuvor gezeigt, dass Sauerstoff im Magnetschweif der Erde Eisen in den Polarregionen des Mondes korrodiert.
„Dadurch entsteht ein natürliches Labor zur Untersuchung der Wasserbildung auf der Mondoberfläche.“ Wenn sich der Mond außerhalb des Magnetschweifs befindet, wird die Mondoberfläche vom Sonnenwind bombardiert. Im Inneren des Magnetschweifs, wo es fast keine Sonnenwindprotonen gibt, wird die Wasserbildung voraussichtlich auf nahezu Null sinken.
Li und Co-Autoren analysierten Fernerkundungsdaten, die zwischen 2008 und 2009 vom indischen Instrument Moon Mineralogy Mapper gesammelt wurden. Sie bewerteten Veränderungen in der Wasserbildung, wenn der Mond durch den Magnetschweif der Erde wandert, zu dem auch die Plasmaschicht gehört.
„Zu meiner Überraschung zeigten Fernerkundungsbeobachtungen, dass die Bildung von Wasser im Magnetschweif der Erde fast die gleiche ist wie wenn sich der Mond außerhalb des Magnetschweifs der Erde befindet“, sagte Li. „Dies deutet darauf hin, dass es möglicherweise andere Wasserbildungsprozesse oder neue Wasserquellen im Magnetschweif gibt, die nicht direkt mit der Implantation von Sonnenwind-Protonen zusammenhängen. Insbesondere die Strahlung hochenergetischer Elektronen zeigt ähnliche Effekte wie Sonnenwind-Protonen. Diese Entdeckung und meine vorherige Entdeckung von rostigen Mondpolen legen nahe, dass Mutter Erde auf viele unerkannte Weise eng mit dem Mond verbunden ist.“
In zukünftigen Forschungen hofft Li, im Rahmen des Artemis-Programms der NASA an Mondmissionen teilnehmen zu können, um die Plasmaumgebung und den Wassergehalt auf der Mondpoloberfläche zu überwachen, während sich der Mond in verschiedenen Phasen seiner Reise durch den Magnetschweif der Erde befindet.