Een van die mooiste dinge omtrent Moeder Aarde is die teenwoordigheid van 'n atmosfeer . Lewe op Aarde sou nie moontlik gewees het sonder die lewendige luglaag wat die Aarde van alle kante omhels nie. In die vroeë fase van die evolusie van die atmosfeer in die geologiese tydperk was chemiese reaksies binne die aardkors die kritieke bron van gasse. Met die evolusie van lewe het die biochemiese prosesse wat met lewe geassosieer word egter oorgeneem en die huidige gasbalans gehandhaaf. Danksy die vloei van gesmelte metale in die Aarde se binnekant gee dit aanleiding tot die Aarde se magneetveld wat verantwoordelik is vir die afbuiging van die meeste van die ioniserende sonwinde (deurlopende stroom van elektries gelaaide deeltjies, naamlik plasma wat uit die sonatmosfeer ontstaan) weg van die Aarde. Die boonste laag van die atmosfeer absorbeer die oorblywende ioniserende straling en word weer geïoniseerd (vandaar ionosfeer genoem).
Het die Maan, die natuurlike satelliet van die Aarde, 'n atmosfeer?
Die Maan het nie 'n atmosfeer soos ons dit op Aarde ervaar nie. Sy gravitasieveld is swakker as dié van die Aarde; terwyl die ontsnappingsnelheid op die Aarde se oppervlak ongeveer 11.2 km/sek is (lugweerstand buite rekening gelaat), is dit op die Maan se oppervlak slegs 2.4 km/sek, wat baie minder is as die wortelgemiddelde kwadraat (RMS) snelheid van waterstofmolekules op die Maan. Gevolglik ontsnap die meeste van die waterstofmolekules na die ruimte en die Maan kan nie enige beduidende laag gasse rondom dit behou nie. Dit beteken egter nie dat die Maan glad nie 'n atmosfeer het nie. Die Maan het 'n atmosfeer, maar dit is so dun dat 'n byna vakuumtoestand op die Maan se oppervlak heers. Die Maan se atmosfeer is uiters dun: ongeveer 10 triljoen keer dunner as die Aarde se atmosfeer. Die digtheid van die Maan se atmosfeer is gelykstaande aan die digtheid van die buitenste rande van die Aarde se atmosfeer 1. Dit is in hierdie konteks dat baie argumenteer dat die Maan geen atmosfeer het nie.
Die maanatmosfeer is belangrik vir die toekoms van die mensdom. Daarom was daar 'n reeks studies oor die afgelope 75 jaar.
NASA se Appolo-sending het beduidende bydraes gelewer toe dit die maanatmosfeer vir die eerste keer opgespoor het 4. Die Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) van Apollo 17 het klein hoeveelhede van 'n aantal atome en molekules (insluitend helium, argon, en moontlik neon, ammoniak, metaan en koolstofdioksied) op die Maan se oppervlak 1 gevind . Daarna het grondgebaseerde metings natrium- en kaliumdamp in die Maan se atmosfeer ontdek met behulp van emissielynspektroskopie 2. Daar was ook verslae oor die vind van metaalione wat van die Maan in die interplanetêre ruimte afkomstig is en H2O -ys in die poolgebied van die Maan 3.
Vir die afgelope 3 Ga (1 Ga of giga-jaar = 1 miljard jaar of 10^ 9 jaar) is die Maan se atmosfeer stabiel met 'n lae-digtheid oppervlakgrens-eksosfeer (SBE). Voor dit het die Maan 'n meer prominente, hoewel verbygaande atmosfeer gehad as gevolg van aansienlike vulkaniese aktiwiteit op die Maan.
Onlangs gepubliseerde studies met behulp van metings van ISRO se maan wenteltuig openbaar dat die ionosfeer van die Maan 'n baie hoë elektrondigtheid kan hê. Die maan oppervlak-elektrondigtheid kan so hoog as 1.2 × 10 wees5 per kubieke cm, maar die sonwind dien as 'n sterk verwyderingsmiddel wat al die plasma na die interplanetêre medium5. Die interessante bevinding was egter die waarneming van die hoë elektroninhoud in die waakgebied (gebied van slepende versteurings in die sonwind in die anti-sonwaartse rigting). Dit was groter as in die dagrigting gegewe die feit dat nie die sonstraling of die sonwind direk met die beskikbare neutrale deeltjies in hierdie streek in wisselwerking tree nie6. Die studie toon dat die dominante ione in die waakgebied Ar is+, en Ne+ wat 'n betreklik langer leeftyd het as die molekulêre ione (CO2+, en H2O+ ) wat in ander streke oorheersend is. As gevolg van hul hoër leeftyd het die Ar+ en Ne+ ione oorleef in die waakgebied terwyl die molekulêre ione herkombineer en verdwyn. Hoë elektrondigtheid is ook naby gevind maan poolstreke tydens sonoorgangsperiodes5,6.
NASA se beplande Artemis-sending na die Maan is daarop gemik om die Artemis-basiskamp op die maanoppervlak op te rig en die Gateway in ' n maanbaan te plaas . Dit sal beslis meer gedetailleerde en direkte studie van die maanatmosfeer bevorder.
***
Verwysings:
- NASA 2013. Is daar 'n atmosfeer op die maan? Aanlyn beskikbaar by https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html#:~:text=Just%20as%20the%20discovery%20of,of%20Earth%2C%20Mars%20or%20Venus.
- Potter AE en Morgan TH 1988. Ontdekking van natrium- en kaliumdamp in die atmosfeer van die maan. WETENSKAP 5 Aug 1988 Vol 241, Uitgawe 4866 pp. 675-680. DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67
- Stern SA 1999. Die maanatmosfeer: Geskiedenis, status, huidige probleme en konteks. Resensies van Geofisika. Eerste gepubliseer: 01 November 1999. Volume37, Uitgawe 4 November 1999. Bladsye 453-491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005
- Needham DH en Kringab DA 2017. Maanvulkanisme het 'n verbygaande atmosfeer rondom die antieke Maan geproduseer. Aarde en Planetêre Wetenskap Briewe. Jaargang 478, 15 November 2017, Bladsye 175-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002
- Ambili KM en Choudhary RK 2021. Driedimensionele verspreiding van ione en elektrone in die maanionosfeer het ontstaan uit die fotochemiese reaksies. Maandelikse kennisgewings van die Royal Astronomical Society, Volume 510, Uitgawe 3, Maart 2022, Bladsye 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734
- Tripathi KR, et al 2022. 'n Studie oor die kenmerkende kenmerke van die maanionosfeer deur gebruik te maak van dubbele frekwensie radio wetenskap (DFRS) eksperiment aan boord van die Chandrayaan-2 wentelbaan. Maandelikse kennisgewings van die Royal Astronomical Society: Letters, Volume 515, Uitgawe 1, September 2022, Bladsye L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058
- NASA 2022. Artemis-sending. Beskikbaar by https://www.nasa.gov/specials/artemis/
***
