Sejsmika wykrywa lód pod powierzchnią Księżyca

Fale sejsmiczne wywołane przez księżycowe trzęsienia mogą ujawnić ukryty lód wodny pod powierzchnią Księżyca – wynika z badania opublikowanego 31 lipca 2026 r. w czasopiśmie „Science Advances”. Badanie, prowadzone przez naukowców z University of Maryland, Lawrence Berkeley National Laboratory i University of Hawaii, sugeruje, że drgania rozchodzące się w gruncie mogą wskazywać na obecność i ilość lodu, co ma kluczowe znaczenie dla przyszłych misji księżycowych.

Program Artemis NASA planuje w 2028 r. załogowe misje w rejon bieguna południowego Księżyca, gdzie w wiecznie zacienionych kraterach może znajdować się lód wodny. Lód ten mógłby zapewnić astronautom wodę pitną, tlen i paliwo rakietowe, zmniejszając potrzebę transportu zapasów z Ziemi. Nicholas Schmerr, profesor nadzwyczajny na UMD i współautor badania, powiedział: „Kluczowe jest zidentyfikowanie wszelkich materiałów na Księżycu, które astronauta może wykorzystać podczas pobytu tam”.

Znaczenie badania wynika z faktu, że obecne instrumenty satelitarne wykrywają lód jedynie w wierzchniej warstwie gleby, ale znaczna jego część może być zakopana głębiej. Pomiary sejsmiczne mogą badać wnętrze gruntu, ponieważ lód usztywnia glebę, powodując, że fale przemieszczają się dwa do trzech razy szybciej niż przez suchą glebę. Obszary bogate w lód odbijają również energię sejsmiczną, tworząc echa, które mogą wykryć sejsmometry. Schmerr wyjaśnił: „Możemy wykorzystać fale sejsmiczne nie tylko do sprawdzenia, czy lód jest obecny, ale także w przybliżeniu, ile go jest”.

Naukowcy przetestowali to trzema metodami. Główny autor Harrison Lisabeth, fizyk skał w Lawrence Berkeley National Laboratory, zamroził pokruszoną skałę wulkaniczną przypominającą księżycowy pył i użył promieni rentgenowskich do obserwacji powstawania lodu. Matthew Siegler z University of Hawaii modelował temperatury na biegunie południowym, aby zidentyfikować kratery na tyle zimne, by zachować lód przez miliardy lat. Schmerr przeprowadził komputerowe symulacje księżycowych trzęsień przechodzących przez pokłady lodu. Wszystkie podejścia wykazały wyraźne zmiany sejsmiczne spowodowane lodem.

Oprócz wsparcia misji, księżycowy lód może zawierać wskazówki dotyczące wczesnego Układu Słonecznego. Schmerr zauważył, że starożytne skały Księżyca, liczące około czterech miliardów lat, mogą zachować lód, który ujawni, w jaki sposób dostarczono wodę i jak powstały oceany na Ziemi. Badanie zostało sfinansowane przez Departament Energii USA i NASA.

Chińska misja Chang'e-7, która ma wylądować w pobliżu krateru Shackleton pod koniec 2026 r., zabierze sejsmometr w pobliżu podejrzewanych złóż lodu. W 2028 r. astronauci Artemis z NASA mogą rozmieścić Lunar Environmental Monitoring Station, instrument, który pomógł opracować Schmerr. Schmerr powiedział: „Nasze odkrycia przygotowują grunt pod obserwacje, które uzyskamy w ciągu najbliższych kilku lat”.