Een van die mooiste dinge van ma Aarde is teenwoordigheid van 'n atmosfeer. Lewe op Aarde sou nie moontlik gewees het sonder die lewendige vel lug wat die Aarde van oral omhels nie. In die vroeë fase van evolusie van die atmosfeer in die geologiese tye 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 behou. Danksy die vloei van gesmelte metale in die Aarde se binneland wat aanleiding gee tot die Aarde se magnetiese veld wat verantwoordelik is vir die afbuiging van die meeste van die ioniserende sonwinde (aaneenlopende stroom van elektries gelaaide deeltjies nl. plasma afkomstig van die sonatmosfeer) weg van die Aarde. Die boonste laag van die atmosfeer absorbeer die oorblywende ioniserende straling en word op sy beurt geïoniseer (dus genoem ionosfeer).
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 die aarde s'n; terwyl ontsnappingssnelheid by die Aarde se oppervlak ongeveer 11.2 km/sek is (lugweerstand buite rekening gelaat), op Maan se oppervlak is dit bloot 2.4 km/sek, wat baie minder is as die wortel gemiddelde kwadraat (RMS) snelheid van waterstofmolekules op die Maan. As gevolg hiervan ontsnap die meeste van die waterstofmolekules na ruimte en die Maan is nie in staat om enige noemenswaardige vel gasse om hom vas te hou nie. Dit beteken egter nie dat die maan glad nie atmosfeer het nie. Die Maan het 'n atmosfeer, maar dit is so dun dat 'n byna vakuumtoestand by die Maan se oppervlak heers. Die maan se atmosfeer is uiters dun: ongeveer 10 biljoen keer dunner as die aarde se atmosfeer. Digtheid van die maan se atmosfeer is gelyk aan die digtheid van die buitenste rande van die aarde se atmosfeer1. Dit is in hierdie konteks dat baie argumenteer dat die Maan geen atmosfeer het nie.
Die maan atmosfeer is belangrik vir die toekoms van die mensdom. Daarom was daar 'n reeks studies oor die afgelope 75 jaar.
NASAse Appolo-sending het beduidende bydraes gelewer toe dit die eerste keer opgespoor is maan atmosfeer4. Lunar Atmosferiese samestelling-eksperiment (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 gevind1. Vervolgens het grondgebaseerde metings natrium- en kaliumdamp in die maan se atmosfeer ontdek deur gebruik te maak van emissielynspektroskopie2. Daar was ook verslae oor die bevinding van metaalione wat uit die Maan in interplanetêre ruimte en H2O ys by die poolgebied van die maan3.
Vir die laaste 3 Ga (1 Ga of giga-jaar = 1 miljard jaar of 109 jaar), is die maan se atmosfeer stabiel met lae-digtheid oppervlak grens eksosfeer (SBE). Voor dit het die Maan 'n meer prominente, alhoewel verbygaande atmosfeer gehad as gevolg van aansienlike vulkaniese aktiwiteit op die Maan4.
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 Mission to the Moon het ten doel om Artemis Basiskamp op die op te rig maan oppervlak en die Gateway in maan baan. Dit sal beslis help om meer gedetailleerde en direkte studie van die maan atmosfeer7.
***
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/
***
