Eitt það fallegasta við mömmu Jörð er tilvist an Andrúmsloftið. Líf á jörðinni hefði ekki verið mögulegt án líflegs lofts sem umvefjar jörðina að öllu leyti. Á fyrstu stigum þróunar lofthjúpsins á jarðfræðilegum tímum voru efnahvörf í jarðskorpunni mikilvæg uppspretta lofttegunda. Hins vegar, með þróun lífsins, tóku lífefnafræðilegir ferlar sem tengjast lífi við og viðhalda núverandi lofttegundajafnvægi. Þökk sé flæði bráðna málma í innri jarðar sem gefa tilefni til segulsviðs jarðar sem ber ábyrgð á sveigju flestra jónandi sólvinda (samfelldur straumur rafhlaðna agna, þ.e. plasma sem kemur frá sólarloftinu) frá jörðinni. Efsta lagið lofthjúpsins gleypir þá jónandi geislun sem eftir er og verður síðan jónað (þaraf kallað jónahvolf).
Er tunglið, náttúrulegur gervihnöttur jarðar, með lofthjúp?
Tunglið hefur ekki lofthjúp eins og við upplifum það á jörðinni. Þyngdarsvið þess er veikara en jarðar; á meðan flóttahraði á yfirborði jarðar er um 11.2 km/sek (loftmótstöðu virt að vettugi), á yfirborði tunglsins er hann aðeins 2.4 km/sek sem er mun minni en rótmeðalferningshraði vetnissameinda á tunglinu. Fyrir vikið sleppa flestar vetnissameindirnar til pláss og tunglið er ófært um að halda í neinu marki af lofttegundum í kringum sig. Hins vegar þýðir þetta ekki að tunglið hafi engan lofthjúp. Tunglið hefur lofthjúp en það er svo þunnt að nánast lofttæmi ríkir á yfirborði tunglsins. Lofthjúpur tunglsins er afar þunnur: um 10 trilljón sinnum þynnri en lofthjúp jarðar. Þéttleiki lofthjúps tunglsins er á við þéttleika ystu jaðra lofthjúps jarðar1. Það er í þessu samhengi sem margir halda því fram að tunglið hafi engan lofthjúp.
The tungl andrúmsloftið er mikilvægt fyrir framtíð mannkyns. Þess vegna hefur verið röð rannsókna á síðustu 75 árum.
NASAAppolo Mission lagði mikið af mörkum þegar það uppgötvaðist fyrst tungl Andrúmsloftið4. Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) af Apollo 17 fann lítið magn af fjölda atóma og sameinda (þar á meðal helíum, argon og hugsanlega neon, ammoníak, metan og koltvísýring) á yfirborði tunglsins1. Í kjölfarið fundu mælingar á jörðu niðri natríum- og kalíumgufu í lofthjúpi tunglsins með útblásturslínurófsgreiningu2. Það voru líka skýrslur um fund málmjóna sem streyma frá tunglinu í millistjörnur pláss og H2Ó ís á pólsvæði tunglsins3.
Fyrir síðustu 3 Ga (1 Ga eða gígaár = 1 milljarður ára eða 109 ár), lofthjúpur tunglsins er stöðugur með lágþéttni yfirborðsskila (SBE). Fyrir það var tunglið meira áberandi, þó skammvinnt andrúmsloft vegna mikillar eldvirkni á tunglinu4.
Nýlega birtar rannsóknir þar sem notaðar eru mælingar frá tungl ISRO sporbraut sýna að jónahvolf tunglsins getur haft mjög mikinn rafeindaþéttleika. The tungl Rafeindaþéttleiki yfirborðs gæti verið allt að 1.2 × 105 á rúmsentimetra en sólvindurinn virkar sem sterkur flutningsmiðill sem sópar öllu plasma til millistjörnur miðlungs5. Áhugaverða uppgötvunin var hins vegar athugun á háu rafeindainnihaldi í vökusvæðinu (svæði þar sem slóðir truflanir í sólvindi í and-sólarátt). Það var stærra en í dagsátt í ljósi þess að hvorki sólargeislun né sólvindur hafa bein samskipti við tiltækar hlutlausar agnir á þessu svæði6. Rannsóknin sýnir að ríkjandi jónir á vökusvæðinu eru Ar+, og Ne+ sem hafa tiltölulega lengri líftíma en sameindajónirnar (CO2+, og H2O+ ) sem eru ráðandi á öðrum svæðum. Vegna hærri líftíma þeirra, Ar+ og Ne+ jónir lifa af á vökusvæðinu á meðan sameindajónirnar sameinast aftur og hverfa. Mikil rafeindaþéttleiki fannst einnig nálægt tungl heimskautasvæðum á umbreytingartímabilum sólar5,6.
NASA fyrirhuguð Artemis Mission to the Moon miðar að því að setja upp Artemis Base Camp á tungl yfirborðið og hliðið inn tungl sporbraut. Þetta mun örugglega hjálpa ítarlegri og beinni rannsókn á tungl Andrúmsloftið7.
***
Tilvísanir:
- NASA 2013. Er andrúmsloft á tunglinu? Fæst á netinu á 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 og Morgan TH 1988. Uppgötvun natríum- og kalíumgufu í andrúmslofti tunglsins. VÍSINDI 5. ágúst 1988. árgangur 241, hefti 4866 bls. 675-680. DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67
- Stern SA 1999. Tunglloftið: Saga, staða, núverandi vandamál og samhengi. Umsagnir um jarðeðlisfræði. Fyrst birt: 01. nóvember 1999. 37. árgangur, 4. nóvember 1999. Bls. 453-491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005
- Needham DH og Kringab DA 2017. Tungleldvirkni framkallaði skammvinnt andrúmsloft umhverfis tunglið forna. Jarð- og plánetuvísindabréf. 478. árgangur, 15. nóvember 2017, bls. 175-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002
- Ambili KM og Choudhary RK 2021. Þrívídd dreifing jóna og rafeinda í jónahvolfi tunglsins stafaði af ljósefnahvörfum. Mánaðarlegar tilkynningar Royal Astronomical Society, 510. bindi, 3. tölublað, mars 2022, síður 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734
- Tripathi KR, et al 2022. Rannsókn á einkennandi eiginleikum tungljónahvolfsins með því að nota tvöfalda tíðni útvarp vísindatilraun (DFRS) um borð í Chandrayaan-2 sporbraut. Mánaðarlegar tilkynningar Royal Astronomical Society: Letters, Volume 515, Issue 1, September 2022, Pages L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058
- NASA 2022. Artemis Mission. Fæst kl https://www.nasa.gov/specials/artemis/
***
