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2020.10.30
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今日のウォーキングは第1806日目で、8073歩だった。姉のホームを訪問し、片付けを手伝った。帰りに丹波路で食べ損ねたソバを松坂屋の家族亭で頂いた。駅前のビルにあったジュンク堂が、松坂屋の4階に移転していた。コロナで出掛ける機会が少なくなったが、知らない間に町は少しずつ変化しているようだ。

最近映画で又ブームになっている「鬼滅の刃」を孫に頼まれて(最初は興味が無いと言っていたのだが・・・)連れ合いが探していた。在庫はなく、重版待ちとのことだ。また、イオンに立ち寄って新しい万歩計を買って貰った。

***

月面の水が予想よりも豊富だったという解説があった。月の水循環を解き明かす手がかりとなる2つの研究が学術誌「Nature Astronomy」に発表された。

生命が存在する上で必須の水の存在は、何時も科学者たちが注目するところだ。2つの論文は、いずれも月の表面に水が存在する可能性を示すものだ。

2つの研究のうちの1つは、太陽の光が当たる場所でも、水の分子が月の土の表面に付着している、あるいは土壌の内部に封じ込められていることを示す証拠を初めて見い出したというものだ。

もう1つは、月面上に数多く存在する、太陽光が当たらない、つまり恒久的に影となった場所をモデル化した研究で、そうした影の部分にも氷が存在しうることを明らかにした。こうした研究から、これまで月面に水が存在すると考えられていた量の約2割増しの水が、月面上に約4万平方kmにわたって存在することになる。

では、月の表面に於いて、それらの水がどのように循環しているかだが、地球での水の循環(雨が降って川に流れ、海に達してその水が蒸発して・・)とは異なった動きをしている。
月では、太陽風に含まれる水素が月の地表に含まれる酸素と反応したり、氷を含んだ隕石が月に衝突したりすることで水が存在すると考えられている。



月の表面は極端に暑く且つ寒い世界だ。太陽が当たる月の赤道付近の気温は、日中は120℃を超えるが、太陽が当たらなくなる夜はマイナス130℃まで急降下する。そして、月は、厚い大気に覆われていないため、蒸発した水はすぐに宇宙空間に放出されてしまう。それでも水の痕跡は日の当たる月面にわずかに残るとのことだ。このことは、2009年に探査機によって確認されている。確認と言っても肉眼で見えるものではないらしく、可視光線がプリズムを通して、赤外線スペクトルを検出すると言った方法に依るようだ。

以前の分析では、赤外線スペクトルのうち、水と水酸基の両方の光る部分に注目していたが、今回はH2Oだけを判別することに成功したという。この分別分析が重要なことらしいが、素人にはその詳細はよく分からない。

水が存在していると言っても、上記のように目で水だと確認できるわけではない。その量は、1立方mの土に約350mlが含まれている程度と推定され、非常に少ない。之では水と言えるかどうかだ。あのサハラ砂漠でさえも、之に比べれば100倍も水が存在しているというから、想像すれば、よく分かるのではないか。

科学者が言う水の存在というものは、この程度シビアなものであり、それでも水は存在すると云う事になるのだ。然しもうすこし広範囲に、長い間を掛けて観測することが必要ではないかとしている。

もうひとつの研究は、月面の割れ目や穴など影に覆われた場所を調査したものだ。太陽が当たらない月の影の部分で、例えば巨大なクレーターの内部など常に影となる場所に、氷として水が存在するのではないかと言う視点だ。

之については2009年10月には、NASAが探査機エルクロスの一部を月の南極付近の影となるクレーター「カベウス」に衝突させ、舞い上がった塵の中に氷の証拠を検出している。エルクロス本体(重さ計約2.5トン)を時速9000kmで月面に体当たりさせ、衝撃で高さ約10kmまで塵を舞い上がらせて観測したものだ。

こうした研究の結果月面の陽が当たらない場所で、氷が存在しうる影の領域が想定していたよりも20%以上広範囲であることが分かったということだ。日が全く当たらない小さな場所でも、水の存在が見られることが分かったのだ。

こうして研究の途上で、月の大気は非常に薄く、月面の温度が均一にならないため、100℃以上にもなる暑い場所のすぐ隣であっても、広い影と温度は変わらず氷点下100度にもなる場所が存在することも確かめられた。そうしたアリ1匹ほどの極小の場所でも氷が形成されることが分かったのだ。

こうした冷たい影のゾーンすべてに氷があるなら、その量は数10億kgもの水に相当すると期待できるのだ。然し、現実にどれくらいの数のゾーンに氷があるのかは、今後の研究を待たなければなかない。

これら2つの研究によって、月面の水の存在はより確かなものとなり、更にその範囲がより広大である事も期待できそうだ。然し、こうした水が月面上で、どのように循環しているのかは更なる研究が必要だ。

水の由来としては、月面に衝突する隕石とともにやってくるものもあれば、太陽風に含まれる水素が月面の酸素と反応して水酸基を形成する場合もある。太陽からの熱や微小隕石の衝突が、水酸基分子を衝突させて水分子を形成することもあると、その出現の多様性が考えられている。



2022年には、NASAが月の氷を探すために、揮発性物質調査用極地探査車(VIPER)を月の南極に送り込む計画が予定されている。
1960年代以降、科学者たちは月に水が存在するのかそれはどこに存在しているのか、そして今後の有人宇宙計画で、月面に着陸する飛行士たちは月面の水を活用(水分補給や推進力の確保)できるのかと言ったことが、ここ数年のうちに解明されるかもしれないと期待される。

遡って2019年にはNASA探査機が月の地表7cm下に大量の水を発見したとの報告がなされていた。それは、隕石衝突によって、月面から驚くほど大量の水が放出されていることを示していた。

微小な隕石が衝突する際の衝撃によって、年間最大220トンもの水が放出されているという。こうした事から月面付近には、これまで考えられてきたよりもはるかに大量の水が存在することになる。

いずれにしても実際の月は非常にアクティブに活動していることが分かってきた。



そうした岩屑の大半は、地球においては厚い大気圏で燃え尽きてしまう。しかし、空気のない月では、それらの隕石は月面に衝突する。こうした小さな粒子が月面に衝突する際、いちばん上にある細かい表土の層(レゴリス)を舞い上げるため、地表からわずか7.5cmほど下の層に、予想よりもはるかに多くの水が存在していることが分かったのだ。

今まで推定されていたより多量の水があると言うことは太陽風によって運ばれてくる水素や、微小隕石自体によってもたらされる水では埋め合わせることができないくらい大量だということだ。
月には太古の昔から蓄えられてきた水があり、それが長い時間をかけて徐々に枯渇してきたと考えるのが自然なようだ。

月は地球と共に誕生したことからなぜ地球に存在する水よりも月の方が少ないのかについても調査しなければならないが、目下の所は明確な理由はわからないということだ。





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Last updated  2020.11.02 14:10:38
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