Es di kutub bulan mungkin berasal dari gunung berapi purba

Empat miliar tahun yang lalu, lava tumpah ke kerak bulan, menggores manusia di bulan yang kita lihat sekarang. Tetapi gunung berapi mungkin juga meninggalkan warisan yang jauh lebih dingin: es.

Dua miliar tahun letusan gunung berapi di bulan mungkin telah menyebabkan terciptanya banyak atmosfer berumur pendek, yang mengandung uap air, sebuah studi baru menunjukkan. Uap itu bisa saja diangkut melalui atmosfer sebelum mengendap sebagai es di kutub, lapor para peneliti di May Jurnal Ilmu Planet.

Sejak keberadaan es bulan dikonfirmasi pada tahun 2009, para ilmuwan telah memperdebatkan kemungkinan asal usul air di bulan, yang meliputi asteroid, komet, atau atom bermuatan listrik yang dibawa oleh angin matahari (SN: 13/11/09). Atau, mungkin, air berasal dari bulan itu sendiri, sebagai uap yang disemburkan oleh ruam letusan gunung berapi dari 4 miliar hingga 2 miliar tahun yang lalu.

“Ini pertanyaan yang sangat menarik bagaimana volatil itu [such as water] sampai di sana,” kata Andrew Wilcoski, ilmuwan planet di University of Colorado Boulder. “Kami masih belum benar-benar memiliki pegangan yang baik tentang berapa banyak yang ada di sana dan di mana tepatnya mereka berada.”

Wilcoski dan rekan-rekannya memutuskan untuk memulai dengan menangani kelangsungan vulkanisme sebagai sumber es bulan. Selama masa kejayaan vulkanisme bulan, letusan terjadi sekitar 22.000 tahun sekali. Dengan asumsi bahwa H2O membentuk sekitar sepertiga dari gas gunung berapi – berdasarkan sampel magma bulan kuno – para peneliti menghitung bahwa letusan melepaskan lebih dari 20 kuadriliun kilogram uap air secara total, atau volume sekitar 25 Danau Superior.

Sebagian dari uap ini akan hilang ke luar angkasa, karena sinar matahari memecah molekul air atau angin matahari meniup molekul dari bulan. Tapi di kutub yang dingin, beberapa bisa menempel ke permukaan seperti es.

Namun, agar hal itu terjadi, kecepatan uap air yang mengembun menjadi es harus melampaui kecepatan uap keluar dari bulan. Tim menggunakan simulasi komputer untuk menghitung dan membandingkan tarif ini. Simulasi memperhitungkan faktor-faktor seperti suhu permukaan, tekanan gas dan hilangnya sebagian uap menjadi embun beku belaka.

Sekitar 40 persen dari total uap air yang meletus bisa terakumulasi sebagai es, dengan sebagian besar es di kutub, tim menemukan. Selama miliaran tahun, sebagian dari es itu akan berubah kembali menjadi uap dan melarikan diri ke luar angkasa. Simulasi tim memprediksi jumlah dan distribusi es yang tersisa. Dan itu bukan jumlah yang kecil: Endapan bisa mencapai ratusan meter pada titik tertebalnya, dengan kutub selatan sekitar dua kali lebih dingin dari kutub utara.

Hasilnya sejalan dengan asumsi lama bahwa es mendominasi di kutub karena terjebak dalam perangkap dingin yang sangat dingin sehingga es akan tetap beku selama miliaran tahun.

“Ada beberapa tempat di kutub bulan yang sedingin Pluto,” kata ilmuwan planet Margaret Landis dari University of Colorado Boulder.

Uap air yang bersumber dari gunung berapi yang bergerak ke kutub, bagaimanapun, mungkin tergantung pada keberadaan atmosfer, kata Landis, Wilcoski dan rekan mereka Paul Hayne, juga seorang ilmuwan planet di University of Colorado Boulder. Sistem transit atmosfer akan memungkinkan molekul air untuk melakukan perjalanan di sekitar bulan sementara juga membuatnya lebih sulit bagi mereka untuk melarikan diri ke luar angkasa. Setiap letusan memicu atmosfer baru, perhitungan baru menunjukkan, yang kemudian bertahan selama sekitar 2.500 tahun sebelum menghilang sampai letusan berikutnya sekitar 20.000 tahun kemudian.

Bagian dari cerita ini paling menarik bagi Parvathy Prem, seorang ilmuwan planet di Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins di Laurel, Md., yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut. “Ini adalah tindakan imajinasi yang sangat menarik.… Bagaimana Anda menciptakan atmosfer dari awal? Dan mengapa mereka terkadang pergi?” dia berkata. “Es kutub adalah salah satu cara untuk mengetahuinya.”

Jika es bulan dikeluarkan dari gunung berapi sebagai uap air, es itu mungkin menyimpan memori masa lalu. Belerang di es kutub, misalnya, akan menunjukkan bahwa itu berasal dari gunung berapi, bukan, katakanlah, asteroid. Misi bulan di masa depan berencana untuk mengebor inti es yang dapat mengkonfirmasi asal usul es.

Mencari belerang akan menjadi penting ketika memikirkan sumber daya bulan. Cadangan air ini suatu hari nanti bisa dipanen oleh astronot untuk air atau bahan bakar roket, kata para peneliti. Tetapi jika semua air bulan terkontaminasi belerang, Landis mengatakan, “itu hal yang cukup penting untuk diketahui jika Anda berencana membawa sedotan ke bulan.”

BACA JUGA :  Tim NASA menyiapkan roket bulan SLS untuk kembali ke landasan peluncuran – Spaceflight Now

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *