Nieuw onderzoek suggereert dat er ook in zonnigere regio’s nabij de diepe, donkere maankraters op de zuidpool water te vinden is.

Op de zuidpool van de maan bevinden zich talloze, diepe kraters. En de bodem van deze kraters zien nooit zonlicht. Onderzoekers vermoeden dan ook al langer dat in deze diepe, permanent beschaduwde kraters wel eens ijs te vinden kan zijn. En eind vorig jaar werd dat met dank aan de Indiase maanmissie Chandrayaan-1 ook aangetoond.

Maankolonisten
Het is goed nieuws voor toekomstige maankolonisten. Zij kunnen immers niet zonder water. En nu weten we dat er op het oppervlak van de maan water(ijs) te vinden is. Het kan echter nog een hele uitdaging blijken om dat water – dat zich dus in diepe, donkere en ijskoude kraters op de zuidpool bevindt – te bereiken. Maar een nieuw onderzoek biedt hoop. Het suggereert namelijk dat een (klein) deel van het water(ijs) – as we speak – uit de kraters springt en zich mogelijk in zonnigere en beter toegankelijke gebieden op de zuidpool van de maan nestelt.


Verandering
Lang werd gedacht dat het ijs in de diepe kraters van de maan al miljoenen of miljarden jaren onaangeroerd op ons ligt te wachten. Het is geen gekke gedachte. Want doordat de bodem van de kraters nooit zonlicht ziet en de temperatuur in de kraters heel laag ligt – metingen wijzen uit dat deze onder de -230 graden Celsius kan zakken – is het in theorie de perfecte plek om water gedurende miljoenen of zelfs miljarden jaren in de vorm van ijs op te slaan. Maar een nieuw onderzoek veegt die redenering nu van tafel en wijst uit dat in ieder geval de bovenste laag van het ijs in deze permanent beschaduwde kraters door toedoen van onder meer de zonnewind aan verandering onderhevig is. “Mensen denken dat deze polaire kraters water gevangen houden en dat is het dan,” stelt onderzoeker William Farrell. “Maar er zijn zonnewind-deeltjes en meteorieten die het oppervlak raken en reacties op gang kunnen brengen die normaliter bij hogere oppervlaktetemperaturen spelen. En dat is iets waar nog weinig aandacht aan is besteed.”

Wanneer meteorieten op de maan klappen, spat maangrond, dat watermoleculen bevat, op. Hierbij kunnen de in de grond ingevangen watermoleculen vrijkomen. Afbeelding: NASA’s Goddard Space Flight Center.

Zonnewind en meteorieten
In tegenstelling tot het oppervlak van de aarde wordt het maanoppervlak niet beschermd door een atmosfeer. Dus wanneer de zon geladen deeltjes op de maan afvuurt, weet een groot deel daarvan het oppervlak te bereiken. Hetzelfde geldt voor ruimtestenen die op koers liggen met de maan. En wanneer geladen deeltjes afkomstig van de zon of meteorieten op het oppervlak van de maan klappen, kunnen watermoleculen die nu nog in diepe kraters of regoliet (maangrond) gevangen zitten, vrijkomen en – onder meer geholpen door de beperkte zwaartekracht op de maan – tot wel tientallen kilometers worden verplaatst.

Water verdwijnt..
Deze processen zorgen ervoor dat een deel van het water verdwijnt, zo legt onderzoeker Dana Hurley uit. “Elke keer dat er een inslag plaatsvindt, wordt een heel dunne laag ijsdeeltjes over het oppervlak verspreid en blootgesteld aan de warmte van de zon, waardoor ze uiteindelijk sublimeren of door andere processen verloren gaan.” Het betekent dat zelfs de diepe, permanent beschaduwde kraters – die zo geschikt lijken voor de langdurige opslag van ijs – ijs kwijtraken. Daarbij moet wel worden opgemerkt dat de hierboven beschreven processen alleen spelen in de superdunne toplaag van het ijs in deze kraters; een laag die nog smaller is dan een rode bloedcel. De bovenste laag van deze ijsafzettingen is dus – tegen alle verwachtingen in – aan verandering onderhevig en dus zeker niet miljoenen of miljarden jaren oud.

..en sommige watermoleculen blijven
De zonnewind en meteorietinslagen zorgen er dus voor dat watermoleculen verplaatst worden en een deel van het water gaat bij dat transport verloren. Maar een ander deel nestelt zich uiteindelijk weer – weliswaar op een andere plaats – op de maan. En dat is goed nieuws. “Dit onderzoek vertelt ons dat meteorieten wat werk voor ons verzetten en materiaal van de koudste plekken op de maan verplaatsen naar regio’s waar astronauten er met door zonne-energie aangedreven rovers bij kunnen.”

Extra water
Terwijl zonnewind en meteorietinslagen ervoor zorgen dat de maan water kwijtraakt, spelen er op onze natuurlijke satelliet waarschijnlijk ook processen waarbij de hoeveelheid water op de maan weer wordt aangevuld. Zo kan de maan bijvoorbeeld nieuw water opdoen als er ijzige kometen op de maan klappen. En recent onderzoek wijst uit dat ook geladen deeltjes afkomstig van de zon – door de interactie aan te gaan met elektronen in het maanoppervlak – de maan aan ingrediënten voor water kunnen helpen.

Of het water op de maan inderdaad door toedoen van de zonnewind en meteorietinslagen getransporteerd wordt, zal uit vervolgonderzoek moeten blijken. Volgens Farrell vereist het de inzet van een instrument dat in staat is om waterdamp boven het maanoppervlak te meten. Als zo’n instrument 1 tot 10 watermoleculen per kubieke centimeter aantreft, is dat sterk bewijs dat watermoleculen door inslagen op het maanoppervlak vrijkomen en verplaatst worden.

Onduidelijk blijft – ook na dit onderzoek – hoeveel water er nu precies op de maan te vinden is. Daarvoor moeten we eigenlijk echt (opnieuw) naar de maan toe. Het goede nieuws is dat daarvoor al heel concrete plannen zijn. Reeds in 2024 wil NASA enkele astronauten naar de maan sturen. Zij zullen – aangetrokken door het water dat juist daar naar verwachting in grote hoeveelheden te vinden is – een bezoek brengen aan de zuidpool van onze natuurlijke satelliet.