Descoperirile nu numai că indică o modalitate prin care molecule din atmosfera străveche a Pământului ar putea fi păstrate pe Lună, dar implică și existența unei abundențe de elemente care ar putea fi utile oamenilor în eventualitatea ridicării unor baze selenare permanente.
În mostrele de regolit selenar aduse de astronauții misiunilor Apollo, oamenii de știință au descoperit cantități enigmatice de substanțe volatile, care în acest caz sunt elemente precum apa, dioxidul de carbon, heliul, argonul și azotul, care au puncte de fierbere sau de sublimare scăzute. Unele dintre aceste substanțe volatile ajung pe Lună de la Soare prin intermediul vântului solar, dar abundența acestor substanțe volatile, în special azotul, nu poate fi explicată exclusiv prin vântul solar.
Așadar, în 2005, oamenii de știință de la Universitatea din Tokyo au lansat ipoteză că unele dintre substanțele volatile provin de pe Pământ, sub formă de particule care se scurg din atmosfera superioară a planetei noastre atunci când primesc un impuls de la particule energetice care călătoresc în vântul solar. Cu toate acestea, oamenii de știință din Tokyo credeau că acest lucru s-ar fi putut întâmpla doar în primele zile ale istoriei Pământului, înainte ca planeta noastră să aibă șansa de a dezvolta un câmp magnetic global puternic, despre care credeau că ar bloca evadarea particulelor.
Totuși, o echipă de la Universitatea din Rochester sugerează acum că această evaluare a fost greșită. Echipa din Rochester, condusă de studentul absolvent Shubhonkar Paramanick și profesorul de astronomie Eric Blackman, a folosit simulări pe computer pentru a modela momentul în care aceste particule volatile ar fi putut ajunge pe Lună, pe baza a două scenarii diferite.
Un scenariu reprezintă Pământul timpuriu, când câmpul magnetic al planetei noastre era slab, iar vântul solar era mult mai puternic, descriind perioada din istoria Pământului în care atmosfera terestră era mai susceptibilă de a fi pierdută în spațiu, scenariu teoretizat și de echipa din Tokyo. Celălalt scenariu reprezenta mediul terestru modern, cu un câmp planetar mai puternic și un vânt solar mai slab emanând de la Soarele matur.
Oarecum neașteptat, echipa de la Rochester a descoperit că scenariul modern al Pământului este mai propice transferului de particule atmosferice de la Pământului către Lună.
Conform simulărilor, acest lucru se datorează faptului că, în loc să blocheze ruta de evadare a particulelor, câmpul magnetic al Pământului a deschis o ‘autostradă’ pentru particule – unele dintre liniile câmpului magnetic al planetei noastre fiind suficient de lungi pentru a ajunge până la Lună.
În 2024, cercetătorii de la Universitatea din Oxford au găsit dovezi în roci bogate în fier, vechi de 3,7 miliarde de ani, din Groenlanda, că Pământul străvechi avea un câmp magnetic comparabil ca intensitate cu cel de astăzi. Aceasta este cea mai veche dovadă pe care o avem despre câmpul magnetic al Pământului, așa că cel puțin din acel moment, și posibil mai devreme, până în prezent, atmosfera Pământului s-a scurs puțin câte puțin în spațiu, ajungând și la Lună.
‘Prin combinarea datelor de la particulele conservate în solul lunar cu modelarea computațională a modului în care vântul solar interacționează cu atmosfera Pământului, putem urmări istoria atmosferei Pământului și a câmpului său magnetic’, susține Blackman într-un comunicat.
Aceasta înseamnă că regolitul lunar ar putea încă să dețină o înregistrare pe termen foarte lung a istoriei atmosferice a Pământului, ceea ce, la rândul său, ne-ar putea învăța despre cum s-a schimbat clima, mediul și chiar viața pe Pământ de-a lungul a miliarde de ani.
‘Studiul nostru ar putea avea, de asemenea, implicații mai largi pentru înțelegerea evadării atmosferice timpurii de pe planete precum Marte, care nu are un câmp magnetic global astăzi, dar a avut unul similar cu cel al Pământului în trecut, împreună cu o atmosferă probabil mai densă’, a spus Paramanick. ‘Examinând evoluția planetară alături de evadarea atmosferică în diferite epoci geologice, putem obține o perspectivă asupra modului în care aceste procese modelează o planetă și compatibilitatea ei cu viața’.
În alte părți ale sistemului solar, atmosfera subțire a lui Pluto se scurge și spre cea mai mare lună a sa, Charon, deși Pluto nu are un câmp magnetic intrinsec cu care să transporte particulele sale atmosferice. În schimb, gravitația lui Charon este cea care atrage particulele din atmosfera lui Pluto, iar gravitația slabă a lui Pluto permite furtul particulelor atmosferice.
Această schimbare de atomi și molecule atmosferice ar putea avea, de asemenea, repercusiuni pozitive pentru o viitoare prezență umană pe Lună. Apa, de exemplu, are utilizări evidente. (Apa a fost adusă și pe Lună cu mult timp în urmă, prin impactul cu asteroizi și comete.) Faptul că fluxul de particule de la Pământ la Lună curge de atât de mult timp înseamnă că pe suprafața selenară s-ar fi putut acumula mai multe substanțe volatile decât se așteaptă oamenii de știință.