Prema novoj studiji, čestice iz Zemljine atmosfere, nošene solarnim vjetrom, dospjele su u svemir i milijardama godina padale na Mjesec, miješajući se s mjesečevim tlom.
Ovo istraživanje baca novo svjetlo na zagonetku koja traje više od pola vijeka, otkako su misije Apollo donijele uzorke sa tragovima tvari poput vode, ugljen-dioksida, helija i dušika ugrađenih u regolit — prašnjavi površinski sloj Mjeseca.
https://edition.cnn.com/2026/01/13/science/moon-stealing-earth-atmosphere-magnetic-field
Rane studije su pretpostavljale da je Sunce izvor nekih od ovih tvari. Međutim, istraživači sa Univerziteta u Tokiju su 2005. godine sugerirali da su one mogle poteći i iz atmosfere mlade Zemlje, prije nego što je ona razvila magnetno polje prije otprilike 3,7 milijardi godina. Autori su smatrali da bi magnetno polje, jednom uspostavljeno, zaustavilo taj tok zarobljavanjem čestica i otežavanjem ili onemogućavanjem njihovog bijega u svemir, piše CNN.
Sada novo istraživanje preokreće tu pretpostavku, sugerirajući da je Zemljino magnetno polje možda pomoglo, a ne blokiralo, prijenos atmosferskih čestica na Mjesec — proces koji traje i danas.
“To znači da Zemlja sve ovo vrijeme opskrbljuje mjesečevo tlo isparljivim (volatilnim) plinovima poput kisika i dušika,” rekao je Eric Blackman, koautor nove studije i profesor na Odsjeku za fiziku i astronomiju na Univerzitetu Rochester u New Yorku.
Kako je nastao Mjesec?
“Dugo se smatralo da je Mjesec prvobitno nastao udarom asteroida u proto-Zemlju, tokom kojeg je došlo do značajnog početnog miješanja takvih isparljivih tvari sa Zemlje na Mjesec,” dodao je putem e-maila. “Naši rezultati pokazuju da još uvijek postoji razmjena isparljivih tvari, čak i tokom milijardi godina.”
Prisustvo korisnih elemenata poput kisika i vodika na površini Mjeseca moglo bi biti od interesa za istraživanje Mjeseca.
“Misije na Mjesec, a na kraju i mjesečeve kolonije koje bi jednog dana mogle nastati, vjerovatno bi morale imati samoodržive resurse koje ne treba dopremati sa Zemlje,” rekao je Blackman.
“Na primjer, ljudi su proučavali kako bi mogli preraditi vodu iz mjesečevog regolita i izdvojiti vodik i kisik za proizvodnju goriva. Postoje i studije o gorivu na bazi amonijaka koje bi iskoristilo dušik donesen na Mjesec putem solarnog vjetra. Dakle, ovaj materijal koji nosi solarni vjetar ulazi u tlo i postaje dio lokalnog resursa koji bi takve inovacije mogle iskoristiti.”
Vrijedan hemijski zapis
Za potrebe nove studije, istraživači su koristili kompjuterske simulacije i testirali dva scenarija. Jedan je imao jak solarni vjetar — brzi tok čestica koje dolaze sa Sunca — i odsustvo magnetnog polja oko Zemlje. Drugi je imao slabiji solarni vjetar i jako magnetno polje oko Zemlje. Ovi scenariji otprilike odgovaraju drevnom i modernom stanju naše planete. Scenarij moderne Zemlje pokazao se najefikasnijim u prenošenju fragmenata Zemljine atmosfere na Mjesec.
Istraživači su zatim usporedili rezultate s podacima dobijenim direktno iz analize mjesečevog tla u prethodnim studijama.
“Koristili smo uzorke s Mjeseca koje su donijele misije Apollo 14 i 17 kako bismo potvrdili naše rezultate,” rekao je Shubhonkar Paramanick, diplomirani student na Odsjeku za fiziku i astronomiju na Univerzitetu Rochester. Paramanick je bio vodeći autor studije, koja je objavljena u decembru u časopisu Nature Communications Earth & Environment.
“Imamo taj solarni vjetar koji dolazi na zemaljsku atmosferu, a zatim zemaljska atmosfera curi van. Dakle, pokušali smo utvrditi koji bi bio omjer miješanja te smjese, odnosno razlikovati koje su čestice solarnog, a koje zemaljskog porijekla,” dodao je.
Zemljino magnetno polje stvaraju električne struje koje proizvodi kretanje rastopljenog željeza i nikla u tečnom vanjskom jezgru planete. Ono se proteže daleko u svemir, formirajući štit koji odbija veći dio solarnog vjetra, koji bi inače erodirao atmosferu.
Kada magnetno polje stupi u interakciju sa solarnim vjetrom, stvara magnetosferu — strukturu nalik kometi sa sabijenim prednjim dijelom i dugim repom. Kada se čestice iz solarnog vjetra usmjere duž linija magnetosfere blizu polova, nastaju aurore, poznate i kao polarna svjetlost (sjeverna i južna).
Oblik magnetosfere objašnjava zašto solarni vjetar može ogoliti neke čestice u Zemljinoj atmosferi i odvesti ih u svemir. Također, prema Blackmanu, on omogućava da se veći dio Zemljine atmosfere prenese na Mjesec nego u modelu nemagnetizirane ili drevne Zemlje.
“Magnetno polje nije isključivo zaštitno iz dva razloga: ono stvara pritisak koji donekle ‘napuhuje’ atmosferu Zemlje, dajući solarnom vjetru malo bolji pristup atmosferi,” rekao je. “A kada je Mjesec u fazi punog mjeseca svoje orbite, on prolazi kroz regiju zvanu ‘magnetni rep’ (magnetotail), gdje magnetno polje otvara kanal koji omogućava materijalu izbačenom iz atmosfere da krene direktnijim putem ka Mjesecu.”
Mjesec prolazi kroz magnetni rep nekoliko dana svakog mjeseca, a čestice padaju na mjesečevu površinu gdje se ugrađuju u tlo jer Mjesec nema atmosferu koja bi ih blokirala.
Razumijevanje historije ove interakcije između Mjeseca i Zemlje važno je jer pruža vrijedan hemijski zapis, odnosno informacije o drevnoj Zemljinoj atmosferi koje bi mogle biti sadržane u mjesečevom tlu, tvrdi studija. Sastav atmosfere, rekao je Blackman, povezan je s evolucijom života u različitim fazama Zemljine historije.
Nova perspektiva
Kentaro Terada, profesor izotopske kosmohemije i geohemije na Univerzitetu Osaka u Japanu, izjavio je da je oduševljen što su njegova zapažanja teorijski potkrijepljena. Terada je vodio studiju iz 2017. koja je pokazala kako su solarni vjetar i Zemljino magnetno polje transportovali kisik na Mjesec, ali nije bio uključen u novo istraživanje.
“Dugo je prepoznato da su Zemlja i Mjesec fizički evoluirali zajedno od svog nastanka,” rekao je u e-mailu. Otkriće mjesečevih meteorita i posmatranje tokova čestica sa Zemlje koje nosi solarni vjetar otkrivaju novu perspektivu: “dva tijela su također utjecala jedno na drugo hemijski — svojevrsna razmjena materijala,” objasnio je, dodajući da je rad “veoma uzbudljiv u svojoj sveobuhvatnoj raspravi o historiji Zemlje.”
Mjesec čuva tragove o historiji i evoluciji Zemlje, a ova nova studija potkrepljuje tu ideju, prema riječima Simeona Barbera, višeg naučnog saradnika na Open University u Velikoj Britaniji, koji nije bio uključen u rad.
Studija je također pravovremena, dodao je, zbog nedavnog pribavljanja novih uzoraka mladog mjesečevog tla kineskom misijom Chang’e-5 2020. godine, kao i prvih uzoraka sa daleke strane Mjeseca misijom Chang’e-6 2024. godine, koji nude priliku za dodatno testiranje nalaza.
Pored toga, rekao je Barber, ovaj rad će pomoći u tumačenju rezultata sa predstojećih robotskih landera na Mjesec koji će biti sposobni direktno mjeriti isparljive elemente u mjesečevom regolitu.
