Water op de maan: nieuwe studie toont meest logische locaties

Hoe het water op de maan is gekomen en waarom het op sommige plekken wel is en op andere niet, daar buigen wetenschappers zich nog steeds het hoofd over. Een nieuwe studie stelt nu dat er waarschijnlijk gedurende miljarden jaren langzaam steeds meer water op de maan kwam, in plaats van tijdens één enkele grote gebeurtenis.

Eerdere waarnemingen van NASA-missies hebben aanwijzingen opgeleverd dat er mogelijk veel water op de maan aanwezig is. Het verzamelt zich als ijs in de diepe, donkere kraters rond de zuidpool van de maan. Maar hoe dat ijs daar is gekomen en waarom juist daar, bleef dus onduidelijk.

De nieuwe bevindingen kunnen de exacte bron niet vaststellen, maar sluiten wel enkele mogelijkheden uit, waaronder het idee dat al het water in één keer op de maan terechtkwam door een enorme komeetinslag op het maanoppervlak. “Het lijkt erop dat de oudste kraters van de maan ook het meeste ijs bevatten”, vertelt planeetwetenschapper Paul Hayne van de University of Colorado Boulder. “Dat impliceert dat de maan gedurende wel 3 tot 3,5 miljard jaar min of meer continu water heeft verzameld.”

Water op de maan is een goudmijn voor astronauten. Toekomstige maanreizigers zouden ijs kunnen winnen voor drinkwater of zelfs om raketbrandstof te produceren door de waterstof- en zuurstofatomen van elkaar te scheiden. “Het vinden van water buiten de aarde in vloeibare en bruikbare vorm is een van de belangrijkste uitdagingen in de astronomie”, reageert hoofdonderzoeker Oded Aharonson van het Weizmann Institute of Science in Israël.

Permanente maanschaduw

Er zijn verschillende mogelijke bronnen voor het water op de maan: vulkanen in het verre verleden kunnen water vanuit het binnenste naar het oppervlak hebben gebracht. Maar het kan ook via kometen of asteroïden naar de maan zijn gekomen en mogelijk via zonnewind, een voortdurende stroom geladen deeltjes die van de zon wegvloeit het zonnestelsel in. “Via de zonnewind wordt de maan voortdurend bestookt met waterstof en een deel van dat waterstof kan op het maanoppervlak worden omgezet in water”, aldus Hayne.

Maar ongeacht waar het water vandaan komt, wetenschappers zijn er vrij zeker van dat ijs zich heeft opgehoopt in zogenoemde koudevallen. Dit zijn kraters op het maanoppervlak die permanent in de schaduw liggen en in sommige gevallen al miljarden jaren geen zonlicht hebben gezien.

Waarnemingen van NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), die in 2009 werd gelanceerd, vonden aanwijzingen voor mogelijk ijs in sommige van die kraters. “Wat duidelijk is, is dat het ijs ongelijkmatig verdeeld is”, vertelt Hayne. “Het komt niet in dezelfde hoeveelheden in elke krater voor. En daar was lange tijd geen goede verklaring voor.”

IJsvallen

De onderzoekers gingen als het ware terug in de tijd van de maan om te achterhalen hoe dat zit. Ze gebruikten temperatuurgegevens van het maanoppervlak van het Diviner-instrument op de LRO en een reeks computersimulaties om de evolutie van kraters op het maanoppervlak te schatten. De maan stond niet altijd in dezelfde stand als nu. De helling ten opzichte van de aarde is in de loop van de tijd veranderd. Daardoor lagen kraters die nu in de schaduw liggen, eerder in de zon.

Op basis van hun simulaties stelden de onderzoekers een lijst op van de kraters die het langst in duisternis hebben verkeerd. En wat bleek: de oudste en donkerste kraters van de maan zijn ook de plekken waar de sterkste aanwijzingen voor ijs zijn gezien.

Meer waarnemingen

De resultaten van het team kunnen astronauten aanwijzingen geven waar ze naar water moeten zoeken. De Haworth-krater op de maan, die zich nabij de zuidpool bevindt, ligt bijvoorbeeld waarschijnlijk al meer dan 3 miljard jaar in de schaduw. Dit is een uitstekende kandidaat voor de opslag van grote hoeveelheden ijs.

Maar er moeten meer gedetailleerde waarnemingen komen van kraters die mogelijk ijs bevatten. Daarom is er een nieuw instrument, het Lunar Compact Infrared Imaging System (L-CIRiS), dat NASA naar verwachting eind 2027 bij de zuidpool van de maan gaat inzetten. “Uiteindelijk wordt de vraag naar de bron van het water op de maan alleen opgelost door analyse van monsters”, besluit Haynes. “We zullen naar de maan moeten gaan om die monsters daar te analyseren of manieren moeten vinden om ze van de maan naar de aarde terug te brengen.”

Vorige week is de Artemis II gelanceerd. Daar hebben we een paar mooie artikelen over geschreven: Artemis II duikt straks langs de verre maanzijde en Lancering geslaagd: Artemis II begint reis om de Maan.

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: