"Siklus air di Bulan" adalah ungkapan yang banyak orang - termasuk ilmuwan bulan - tidak pernah berharap untuk mendengar. Temuan baru mengejutkan dari air di mana-mana di permukaan Bulan, yang diungkapkan dan dikonfirmasi oleh tiga pesawat ruang angkasa tahun lalu, telah menjadi salah satu topik utama diskusi dan studi terbaru oleh para peneliti bulan. Tapi mencari tahu siklus bagaimana air muncul dan menghilang selama hari lunar tetap sulit dipahami. Sampai sekarang, para ilmuwan mencurigai beberapa proses berbeda yang bisa mengantarkan air dan hidroksil (OH) ke permukaan bulan: meteorit atau komet yang menghantam Bulan, lebih besar dari bagian dalam Bulan, atau angin matahari yang berinteraksi dengan regolith bulan. Namun sejauh ini, tidak ada detail dari proses ini yang bertambah.
Dana Hurley dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins adalah bagian dari tim ilmuwan yang mencoba memodelkan siklus air bulan, dan dia mendiskusikan pekerjaan di Forum Lunar tahunan ketiga Lembaga Ilmu Pengetahuan NASA di Ames Research Center, 20-22 Juli 2010 .
"Ketika kita melakukan model, kita mengasumsikan cara air hilang adalah melalui fotodisosiasi, dan dengan demikian mengatur skala waktu," kata Hurley kepada Space Magazine. "Dan menggunakan skala waktu itu jumlah yang masuk melalui angin matahari atau mikrometeorit tidak bisa bertambah hingga jumlah yang diamati jika dalam kondisi mapan, jadi ada sesuatu yang tidak memberi."
Photodissociation melibatkan pemecahan zat menjadi komponen yang lebih sederhana oleh energi sinar matahari yang terpancar.
Tampaknya jumlah air bervariasi selama hari bulan. Dua pengamatan dalam seminggu yang dipisahkan oleh spektrometer pada pesawat ruang angkasa Deep Impact yang dirancang ulang (sekarang disebut EPOXI) menunjukkan wilayah yang dekat dengan terminator Bulan saat fajar memiliki jumlah air dan hidroksil yang terdeteksi, dan seminggu kemudian ketika mendekati tengah hari, mereka zat sudah hilang. Tetapi wilayah baru saat fajar kemudian memiliki H2O dan OH.
Satu teori menyatakan bahwa air dan hidroksil, sebagian, terbentuk dari ion hidrogen dalam angin matahari. Menjelang siang hari, saat bulan berada pada posisi terhangat, sebagian air dan hidroksil hilang. Menjelang sore, permukaan kembali dingin, dan air serta hidroksil kembali.
Tetapi, kata Hurley, angin matahari dalam kondisi mapan tidak mereproduksi kerapatan permukaan air dan hidroksil yang diamati.
Selain itu, melihat sumber-sumber lain yang mungkin - laju sumber mikrometeoroid dan komet yang diketahui - tidak memberikan jumlah H20 dan OH yang diamati.
"Kami benar-benar ingin memiliki lebih banyak pengamatan untuk memahami bagaimana itu berkembang sepanjang hari," kata Hurley.
Dalam ceramahnya, Hurley mengatakan timnya telah mencoba untuk melihat semua sudut dan ide yang mungkin, termasuk hit komet yang lebih besar baru-baru ini di Bulan, atau berpotensi acara musiman di mana air yang disimpan di kutub musim dingin dapat dilepaskan ketika pemanasan di musim panas. Namun sejauh ini tidak satu pun dari ide-ide ini telah diuji atau dimodelkan, dan sampai sekarang tidak memberikan solusi untuk siklus air harian yang diamati.
Dia juga mencatat bahwa karena jelas ada beberapa proses unik yang terjadi, interaksi antara permukaan dan atmosfer perlu dipelajari lebih lanjut.
"Permukaan dan atmosfer berpasangan," kata Hurley dalam sebuah wawancara dengan Space Magazine. “Atmosfer dihasilkan dari permukaan; tidak ada atmosfer yang bertahan lama di Bulan dan terus-menerus diproduksi dan hilang. Dan itu datang dari permukaan, baik dari sesuatu yang berasal dari butiran regolith bulan atau sesuatu yang berinteraksi dengan butir-butir itu, apakah itu angin matahari atau sesuatu yang berdampak. Jadi, permukaan adalah sumber atmosfer dan atmosfer itu kembali dan berinteraksi dengan permukaan lagi. Dan Anda benar-benar harus memahami keseluruhan sistem itu. ”
Jadi, apa tebakan terbaiknya untuk sumber air?
Hurley mengatakan harus ada semacam daur ulang yang terjadi di dalam regolith, dan mungkin kimia permukaan kompleks yang memungkinkan H20 dan OH ada untuk periode waktu yang lebih lama, yang akan lebih menjelaskan kepadatan permukaan.
"Apa yang saya lihat adalah apa yang bisa terjadi di atmosfer dan bagaimana hal-hal melompat-lompat dari permukaan ke atas dan kemudian kembali ke permukaan," katanya. “Regolith bulan agak longgar, dan partikel-partikel dan gas-gas kecil ini dapat turun di dalam regolith dan berada dalam beberapa sentimeter atas dan bergerak turun dan mundur. Jadi ada pertukaran yang terjadi di lapisan atas yang bertindak sebagai reservoir. Itu adalah tebakan terbaik saya tentang apa yang sedang terjadi. ”
