Hoewel de maan geen atmosfeer van betekenis heeft, hebben astronomen vastgesteld dat er een uiterst dun laagje atomen boven het maanoppervlak zweeft. Deze subtiele luchtlaag is waarschijnlijk een gevolg van het zogeheten ruimteweer – de inwerking van straling en/of deeltjes uit de ruimte. Maar om welke processen het precies gaat, was tot nu toe onduidelijk. Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology en de Universiteit van Chicago (VS) denken nu de belangrijkste oorzaak te hebben gevonden (Science Advances). Het vermoeden bestond dat twee verweringsprocessen een rol spelen bij de vorming van de maanatmosfeer: verdamping door inslagen en ‘ionensputtering’ – een verschijnsel dat wordt veroorzaakt door de zonnewind – de stroom van energierijke geladen deeltjes die door de zon wordt uitgestoten. Wanneer deze deeltjes het maanoppervlak treffen, dragen ze hun energie over aan de atomen in de bodem, waardoor deze ‘opstuiten’. Om de oorsprong van de maanatmosfeer nauwkeuriger te kunnen bepalen, hebben de wetenschappers bodemmonsters van de maan onderzocht die tijdens de Apollo-missies van NASA zijn verzameld. Daarbij hebben ze specifiek gekeken naar de aanwezigheid van de elementen kalium en rubidium. Beide zijn ‘vluchtig’, wat betekent dat ze onder invloed van de zonnewind en inslaande micrometeoroïden gemakkelijk verdampen. Beide elementen kennen verschillende isotopen – variaties die hetzelfde aantal protonen bevatten, maar een iets ander aantal neutronen. Kalium bijvoorbeeld kent drie isotopen, waarbij elke isotoop een neutron meer heeft en dus iets zwaarder is. Rubidium heeft twee isotopen. Het onderzoeksteam redeneerde dat als de atmosfeer van de maan bestaat uit verdampte, zwevende atomen, lichtere isotopen van die atomen gemakkelijker zouden moeten kunnen zweven, terwijl zwaardere isotopen zich eerder in de bodem zouden nestelen. Dit zou betekenen dat verdamping ten gevolge van inslagen en ionensputtering in zeer verschillende isotopenverhoudingen in de bodem moeten resulteren. Het onderzoek van de Apollo-bodemmonsters heeft nu laten zien dat deze voornamelijk zware isotopen van zowel kalium als rubidium bevatten. En uit de verhouding tussen zware en lichte isotopen leiden de onderzoekers af dat inslaande micrometeoroïden de belangrijkste oorzaak zijn van het verdampen en opstijgen van atomen uit de maanbodem. Slechts dertig proces wordt veroorzaakt door de zonnewind. (EE) (Image credit: NASA)
