Miljarden jaren geleden brak een reeks vulkaanuitbarstingen los op de maan, waarbij honderdduizenden vierkante mijlen van het oppervlak van de bol met hete lava werden bedekt. Door de eeuwen heen heeft die lava de donkere vlekken, of maria, gecreëerd die het gezicht van de maan vandaag de dag zijn vertrouwde uiterlijk geven.

Nu suggereert nieuw onderzoek van CU Boulder dat vulkanen mogelijk nog een blijvende impact op het maanoppervlak hebben gehad:ijsplaten die stippen op de polen van de maan staan ​​en op sommige plaatsen tientallen of zelfs honderden voet dik kunnen zijn.

"We zien het als een vorst op de maan die zich in de loop van de tijd heeft opgebouwd", zegt Andrew Wilcoski, hoofdauteur van de nieuwe studie en een afgestudeerde student aan het Department of Astrophysical and Planetary Sciences (APS) en het Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) bij CU Boulder.

Hij en zijn collega's publiceerden deze maand hun bevindingen in The Planetary Science Journal .

De onderzoekers maakten gebruik van computersimulaties, of modellen, om te proberen de omstandigheden op de maan na te bootsen lang voordat complex leven op aarde ontstond. Ze ontdekten dat oude maanvulkanen enorme hoeveelheden waterdamp uitspuwden, die zich vervolgens op het oppervlak vestigden en ijsvoorraden vormden die zich mogelijk nog steeds in maankraters verbergen. Als er op dat moment mensen waren geweest, hadden ze misschien zelfs een stukje van die vorst gezien bij de grens tussen dag en nacht op het oppervlak van de maan.

Het is een potentiële beloning voor toekomstige maanverkenners die water nodig hebben om te drinken en te verwerken tot raketbrandstof, zei co-auteur Paul Hayne.

"Het is mogelijk dat je op 5 of 10 meter onder het oppervlak grote ijsplaten hebt", zegt Hayne, assistent-professor in APS en LASP.

Tijdelijke sferen

De nieuwe studie draagt ​​bij aan een groeiend aantal bewijzen dat suggereert dat de maan mogelijk overspoeld wordt met veel meer water dan wetenschappers ooit geloofden. In een onderzoek uit 2020 schatten Hayne en zijn collega's dat bijna 6.000 vierkante mijl van het maanoppervlak in staat zou kunnen zijn om ijs te vangen en eraan te hangen - meestal in de buurt van de noord- en zuidpool van de maan. Waar al dat water vandaan kwam, is onduidelijk.

"Er zijn op dit moment veel potentiële bronnen", zei Hayne.

Vulkanen kunnen een grote zijn. De planetaire wetenschapper legde uit dat de maan 2 tot 4 miljard jaar geleden een chaotische plek was. Tienduizenden vulkanen braken in deze periode over het oppervlak uit, waardoor enorme rivieren en meren van lava ontstonden, niet anders dan de kenmerken die je tegenwoordig op Hawaï kunt zien - alleen veel groter.

"Ze verkleinen bijna alle uitbarstingen op aarde", zei Hayne.

Recent onderzoek van wetenschappers van het Lunar and Planetary Institute in Houston toont aan dat deze vulkanen waarschijnlijk ook torenhoge wolken uitstoten die voornamelijk bestaan ​​uit koolmonoxide en waterdamp. Deze wolken wervelden vervolgens rond de maan en creëerden mogelijk dunne en kortstondige atmosferen.

Hayne en Wilcoski vroegen zich daarom af:zou diezelfde atmosfeer ijs op het maanoppervlak kunnen hebben achtergelaten, een beetje zoals ijsvorming op de grond na een kille herfstnacht?

Voor altijd ijs

Om daar achter te komen, ging het duo samen met Margaret Landis, een onderzoeksmedewerker bij LASP, proberen zichzelf miljarden jaren geleden op het oppervlak van de maan te plaatsen.

Het team gebruikte schattingen dat de maan op zijn hoogtepunt gemiddeld één uitbarsting om de 22.000 jaar meemaakte. De onderzoekers volgden vervolgens hoe vulkanische gassen rond de maan zijn rondgewerveld en in de loop van de tijd de ruimte in zijn ontsnapt. En ze ontdekten dat de omstandigheden mogelijk ijzig zijn geworden. Volgens schattingen van de groep is ongeveer 41% van het water van vulkanen mogelijk als ijs op de maan gecondenseerd.

"De atmosferen zijn in de loop van ongeveer 1000 jaar ontsnapt, dus er was genoeg tijd om ijs te vormen", zei Wilcoski.

Er kan zelfs zoveel ijs op de maan zijn geweest dat je, mogelijkerwijs, de glans van vorst en dikke poolijskappen van de aarde had kunnen zien. De groep berekende dat ongeveer 18 biljard pond vulkanisch water in die periode als ijs kon zijn gecondenseerd. Dat is meer water dan er momenteel in Lake Michigan zit. En het onderzoek wijst erop dat veel van dat maanwater vandaag de dag nog steeds aanwezig kan zijn.

Die ruimte-ijsblokjes zullen echter niet per se gemakkelijk te vinden zijn. Het meeste van dat ijs heeft zich waarschijnlijk verzameld in de buurt van de polen van de maan en kan worden begraven onder enkele meters maanstof of regoliet.

Nog een reden, zei Hayne, voor mensen of robots om terug te gaan en te gaan graven.

"We moeten echt naar beneden boren en ernaar zoeken", zei hij. + Verder verkennen

Spelunking op de maan:nieuwe studie verkent maankuilen en grotten