Przez miliardy lat Księżyc po cichu pochłaniał cząstki z atmosfery ziemskiej, co zostało niedawno potwierdzone w nowych badaniach. Nie jest to wydarzenie katastrofalne, ale raczej ciągły „kanibalizm” o niskiej intensywności napędzany wiatrem słonecznym i własnym polem magnetycznym Ziemi. Odkrycie podważa wcześniejsze wyobrażenia o tym, w jaki sposób materiały trafiały na powierzchnię Księżyca, i ma ważne implikacje dla przyszłych misji księżycowych.
Tajemnica lotnych związków księżycowych
Od czasu misji Apollo w latach 70. XX wieku naukowców zaintrygowały ślady lotnych związków (takich jak woda, dwutlenek węgla, hel, argon i azot) znajdowane w księżycowej glebie (regolicie). Pierwotnie zakładano, że materiały te zostały przetransportowane w okresie przed powstaniem ziemskiego pola magnetycznego. Przeważała teoria, że bez tej osłony ochronnej wiatr słoneczny może odrywać cząsteczki jonosfery i osadzać je na Księżycu.
Ziemskie pole magnetyczne: nieoczekiwana autostrada
Jednak najnowsze badania obaliły tę teorię. Naukowcy połączyli dane uzyskane z próbek programu Apollo z komputerowymi modelami magnetosfery Ziemi i odkryli, że transfer jonów atmosferycznych jest maksymalny, gdy Księżyc przechodzi przez ogon magnetyczny Ziemi – wydłużoną część pola magnetycznego, która zawsze jest zwrócona w stronę Słońca. Dzieje się tak co miesiąc, gdy Ziemia znajduje się pomiędzy Księżycem a Słońcem, w okolicach fazy pełni księżyca.
Zamiast blokować utratę atmosfery, linie magnetyczne Ziemi działają jak ścieżki, wysyłając naładowane cząstki w stronę Księżyca, gdzie zostają osadzone w regolicie. Oznacza to, że transmisja prawdopodobnie trwa od powstania magnetosfery około 3,7 miliarda lat temu i trwa do dziś.
Kapsuła czasu w księżycowej glebie
Zmienia to nasze rozumienie próbek księżycowych. Wcześniej naukowcy zakładali, że regolit zawiera jedynie ślady wczesnej atmosfery ziemskiej. Obecnie wydaje się, że próbki te stanowią historyczny zapis ewolucji atmosfery naszej planety i zmian pola magnetycznego.
„Łącząc dane dotyczące cząstek zachowanych w glebie księżycowej z modelowaniem obliczeniowym interakcji wiatru słonecznego z atmosferą ziemską, możemy prześledzić historię atmosfery ziemskiej i jej pola magnetycznego.”
– Eric Blackman, Uniwersytet w Rochester
Nadchodzące misje, takie jak program Artemis NASA i chińskie projekty księżycowe, zgromadzą nowe próbki regolitu, dostarczając cennych danych do wypełnienia luk w geologicznej skali czasu Ziemi.
Kontekst kosmiczny: straty atmosferyczne są powszechne
Ziemia nie jest wyjątkowa pod względem utraty cząstek atmosferycznych. Merkury ma długi, przypominający kometę ogon pyłu wywiewany z jego powierzchni, a sam Księżyc emituje pióropusz ablacyjnych jonów sodu, przez który Ziemia okresowo przechodzi. Badanie sposobu, w jaki Ziemia traci swoją atmosferę na Księżycu, może dostarczyć wglądu w podobne procesy w innych częściach Układu Słonecznego.
Podsumowując, absorpcja atmosfery ziemskiej przez Księżyc jest długotrwałym, ciągłym procesem, w którym pośredniczy ziemskie pole magnetyczne. Księżycowy regolit stanowi unikalne archiwum atmosferycznej i magnetycznej historii naszej planety, co sprawia, że przyszłe misje księżycowe będą miały kluczowe znaczenie dla odkrycia szczegółów ewolucji Ziemi.
