Om Månen är flera miljarder år gammal, varför är den så blöt?

Egentligen borde rubriken lyda så här: Om Månen bildades genom att Jorden kolliderade med annan himlakropp för flera miljarder år sedan, varför är den så blöt? Jag valde att förkorta rubriken och samtidigt göra så att den rimmade bättre med föregående inlägg: Om Månen är flera miljarder år gammal, varför är den inte längre bort?

Vid analys av stenar från Månen, som hämtats hit av Apollo 17, har man upptäckt att Jordens trofasta följeslagare inte är så torr som man väntat sig. 2008 upptäckte man i dessa stenar små mängder vatten instängt i små bubblor av vulkaniskt glas. Andelen man då uppmätte var bara 50 ppm (ppm = miljondelar, inte premiepensionsmyndigheter). 50 ppm är väldigt lite jämfört med vad som finns i Jordens yttre mantal: 500-1000 ppm.

Många forskare var skeptiska till detta resultat, eftersom förekomsten av vatten på Månen inte stämmer överens med den rådande hypotesen om hur Månen bildades. Om Månen bildades för över fyra miljarder år sedan genom en kollision mellan Jorden och en annan himlakropp, så borde allt vatten ha förångats i samband med den smällen. Man hade alltså väntat sig att det inte skulle finnas något vatten på Månen, men det fanns det. Så i tillägg till alla de problem som redan finns med kollisionhypotesen har man nu ännu ett problem på halsen. Man måste nämligen förklara hur vattnet kom dit. Ju mer vatten man finner på Månen desto svårare blir det att förklara. Och vad har man du funnit vid de senaste årens månfärder? Mer och mer bevis på mer och mer vatten!

Vatten över hela Månens ytan?

Chandrayaan-1 var ”Indiens första vetenskapliga månfärd”. (Ett av mätinstrumenten ombord kom från Sverige.)  Strax efter att rymdsonden trädde in i omloppsbana runt Månen november 2008 upptäckte den att solljus som reflekterades mot delar av Månens yta saknade just de våglängder som absorberas av vatten och hydroxyl (en molekyl som består av en väteatom och en syreatom). Med andra ord såg den vatten – över stora delar av Månens yta! Chandrayaan-1 är den första rymdsond som skickats till Månen som varit utrustad med rätt mätinstrument för att upptäcka detta. Man kunde först inte tro att det stämde utan letade i flera månader för att hitta en förklaring till dessa resultat. I juni 2009 passerade NASAs Deep Impact förbi Månen (på väg att studera kometen Hartley 2) och den bekräftade resultaten från Chandrayaan-1. Några intressanta kommentarer om detta (september 2009 i NewScientist):

 ”We spent literally months digging up anything we could find that could possibly explain this feature, simply because we didn’t think it was there on the surface,” – Carle Pieters, Brown University

”It’s a fascinating and interesting and useful result. Basically it’s opened up a whole new field of study … that has a whole lot more questions than answers.” – Paul Spudis, Lunar and Planetary Institute i Houston

”If you had told anybody three weeks ago that there was even a minuscule amount of water on the moon, they would have laughed at you.” – Jennifer Sunshine, University of Maryland

Blöt kraschlandning

I oktober 2009 skickade NASA ner en förbrukad del av sin månsatellit LCROSS för en kraschlandning i kratern Cabeus på Månens sydpol (som ligger i ständig skugga och därför kan innehålla fruset vatten). Hålet vid nedslagsplatsen blev 20 meter brett och slog upp ett stort moln av månstoff. Från sin omloppsbana kunde LCROSS registrera tydliga bevis på vatten med två separata mätinstrument – minst 120 liter.

”I’m here today to tell you that indeed, yes, we found water. We didn’t find just a little bit. We found a significant amount” – Anthony Colaprete, NASA

LCROSS släpper lös ”Centaur” för kraschlandning på Månens sydpol – Bild: NASA

Hur kom vattnet dit?

Sedan 2009 har det förstås inte längre varit något snack om saken: Det finns vatten på Månen. Då var frågan bara hur det kom dit. Man föreslog bland annat att det burits dit av kometer eller att det bildats av protonflöde från Solen. Men fortfarande kunde man inte riktigt tänka sig att vattnet skulle finnas i Månen, bara att det fanns vatten på Månen. Många var som sagt skeptiska till de 50 ppm vatten i stenarna som jag skrev om i början. För det kan ju inte ha varit där sedan Månen bildades, för det säger emot den rådande hypotesen om hur det gick till…

Blöta stenar!

Men så kom det – i maj 2011 – resultatet av en ny analys av de stenar som Apollo 17 hade haft med sig hem för många år sedan. Man hittade inte bara 50 ppm, utan mer än tio gånger så mycket: 615-1410 ppm! Det är helt i nivå med (och till och med mer än) den koncentration vatten som finns i Jordens yttre mantel (500-1000 ppm).

Hur vet man att detta vatten funnits i Månen sedan den bildades? Jo, för att vattnet var instängt i små hålrum i små kristaller och dessa kristaller var i sin tur inneslutna i magmatiska stenar som alltså en gång har kastats ut ur Månens inre. Vattnet har varit skyddat i dessa hålrum sedan dess.

Som sagt: Förekomsten av vatten på Månen stämmer inte överens med den rådande hypotesen om hur Månen bildades. Om Månen bildades för över fyra miljarder år sedan genom en kollision mellan Jorden och en annan himlakropp, så borde allt vatten ha förångats.

”That moon rocks can hold any water is a surprise because it contradicts the prevailing ideas about how the moon formed. Current thinking is that some 4 billion years ago, a Mars-sized object smashed into the proto-Earth, knocking off a chunk of planet that eventually formed into the moon. But such a violent collision should have vapourised any water inherent to the moon.” – NewScientist: Apollo 17 moon rocks are surprisingly wet

”If the whole moon has the amount of water equivalent to what we analysed, then the giant impact theory is in a little trouble. How the water got there is a question people need to work on.” – Alberto Saal, Brown University

Källor
NewScientist: Apollo 17 moon rocks are surprisingly wet (nyhetssida från 2011)
NewScientist: Impact reveals lunar water by the bucketful (nyhetssida från 2009)
NewScientist: Now the Moon reveals its water (nyhetssida från 2008)
Science: High Pre-Eruptive Water Contents Preserved in Lunar Melt Inclusions (forskningsrapport från 2011)
Science: Character and Spatial Distribution of OH/H2O on the Surface of the Moon Seen by M3 on Chandrayaan-1 (forskningsrapport från 2009)

Annons