"Vodeni ciklus na Mjesecu" fraza je koju mnogi ljudi - uključujući lunarne znanstvenike - nisu nikada očekivali da čuju. Ovo iznenađujuće novo otkriće sveprisutne vode na površini Mjeseca, koje su prošle godine otkrile i potvrdile tri različite svemirske letjelice, bila je jedna od glavnih tema nedavne rasprave i proučavanja lunarnih istraživača. No, izlučivanje ciklusa pojave i nestanka vode tijekom mjesečevog dana ostaje neizmjerno. Do sada, znanstvenici sumnjaju u nekoliko različitih procesa koji bi mogli dostavljati vodu i hidroksil (OH) na mjesečevu površinu: meteoriti ili komete koji udaraju na Mjesec, odmetnuti iz Mjesečeve unutrašnjosti ili solarni vjetar koji djeluje na Mjesečev regolit. Ali zasad se ništa od ovog procesa ne zbraja.
Dana Hurley iz Laboratorija za primijenjenu fiziku Sveučilišta Johns Hopkins dio je tima znanstvenika koji pokušavaju modelirati lunarni vodeni ciklus, a raspravljala je o radu na trećem godišnjem Lunarnom forumu NASA-inog instituta u Ames istraživačkom centru, 20.-22. Srpnja 2010. ,
"Kad radimo model, pretpostavljamo da se način na koji se voda gubi, provodi fotodisocijacija, i tako postavlja vremenski okvir", rekao je Hurley za Space Magazine. "A pomoću te vremenske skale, količina koja dolazi kroz solarni vjetar ili mikrometeoriti ne može se dodati količini koja se promatra ako je u stanju nepomičnog stanja, tako da nešto ne odskače."
Fotodisocijacija uključuje razbijanje neke tvari u jednostavnije komponente zračeći se sunčevom svjetlošću.
Izgleda da količina vode varira tijekom mjesečevog dana. Dva opažanja tjedno, spektrometrom na prenamjenjenoj svemirskoj letjelici Deep Impact (koja se danas naziva EPOXI), pokazala su da područje koje je u zoru bilo Mjesečev terminator ima detektirajuću količinu vode i hidroksila, a tjedan kasnije, kad je bilo oko podne, tvari više nije bilo. No, nova regija je u zoru tada imala H2O i OH.
Jedna teorija drži da su voda i hidroksil dijelom formirani iz vodikovih iona u sunčevom vjetru. Do lokalnog podneva, kada je mjesec najtopliji, gubi se nešto vode i hidroksila. Do večeri se površina ponovno hladi, a voda i hidroksil vraćaju.
Ali, rekao je Hurley, solarni vjetar u stabilnom stanju ne reproducira opaženu površinsku gustoću vode i hidroksila.
Uz to, gledajući ostale moguće izvore - poznatu brzinu izvora mikrometeoroida i kometa - ne pruža ni količina promatranih H20 i OH.
"Zapravo bismo željeli imati puno više promatranja kako bismo shvatili kako se razvija tijekom dana", rekao je Hurley.
U svom govoru Hurley je rekla da njezin tim pokušava sagledati sve moguće kutove i ideje, uključujući nedavne veće kometne hitove na Mjesecu, ili potencijalno sezonski događaj gdje bi se voda natapala na zimskim polovima mogla pustiti kad se zagrije ljeti. Ali dosad nijedna od ovih ideja nije testirana ili modelirana i do sada ne daju rješenje dnevnog ciklusa vode koji se opažao.
Također je napomenula da, budući da se očito događaju neki jedinstveni procesi, interakcija između površine i atmosfere treba više proučavati.
"Površina i atmosfera su spojeni", rekao je Hurley u intervjuu za Space Magazine. „Atmosfera se stvara s površine; ne postoji atmosfera koja dugo traje na Mjesecu i ona se stalno proizvodi i gubi. I tako dolazi s površine ili iz nečega što dolazi iz zrnca lunarnog regolita ili iz nečega što je u interakciji s tim zrnima, bilo da je riječ o sunčevom vjetru ili nečemu što utječe. Dakle, površina je atmosfera i ta atmosfera se vraća i opet djeluje na površini. I stvarno morate razumjeti cijeli taj sustav. "
Pa, koja je njena najbolja pretpostavka o izvoru vode?
Hurley je rekao da se u regolitu mora odvijati neka vrsta recikliranja, a možda i složena površinska kemija koja omogućuje postojanje H20 i OH dužih razdoblja, što bi bolje objasnilo gustoću površine.
"Ono što sam gledala je što se može događati u atmosferi i kako stvari skakuću s površine prema gore, a zatim natrag na površinu", rekla je. „Lunarni regolit je prilično labav, te se te male čestice i plinovi mogu spustiti unutar regolita i biti unutar vrha nekoliko centimetara i raditi na putu prema dolje i natrag. Dakle, u tom gornjem sloju se odvija razmjena koja djeluje poput rezervoara. To je moja najbolja pretpostavka o onome što se događa. "
