水は特別な物質であり、その特性は実に特殊であり、液体状態での存在は、地球以外の惑星で生命が存在し、発展するための基本的な要件であると考えられています。
地球表面の水の分布は誤解を招くだけではありません。表面全体の約70％を占めるため、地球上にたくさん存在しているかのような印象を与えます。この誤解を招く印象は、おそらく、その膨大な量を考えると、私たちはそれを無駄にする余裕があるという誤った信念を生み出しました…しかし、それは間違いです！
地球上にはどれくらいの水がありますか?
私たちの地球上に存在する水の総量はそれほど多くはなく、むしろ比較的少ないと言えます。その質量は地球の総質量の 0.2%にかろうじて達します。地球の「キログラム」ごとに、水はわずか 2 「グラム」しか存在しません。淡水のみに限定すると、その割合は 0.005% に下がります。土地 1,000 キログラムごとに真水はわずか 5 グラムです。
この記事の表紙の画像は、地球の大きさと比較した、球体にすべてが含まれると想像した水の総量と、最小の球体に含まれる淡水との割合を非常によく示しています。 。
水は地球上のどこから来るのでしょうか?
地球上の水の起源は数多くの研究の対象となっており、特に近年、大きな発展が見られます。当初、水は宇宙から来て、彗星、小惑星、隕石によって地球に運ばれたと考えられていました。
最近、地球が形成された原始惑星系円盤には、代わりに水がすでに存在していたという仮説が立てられることに成功した。したがって、この仮説によれば、地球は水の供給によってすぐに形成されたでしょう。おそらく最初は水の量が多かったものの、惑星の初期温度が非常に高かったため、部分的に蒸発して地球の重力から逃れたのでしょう。
最近では、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による恒星 PDS70 の原始惑星系円盤内に水の存在が観察されたことにより、この仮説が支持されることがわかりました。具体的には、水蒸気状態の水の存在は、2 つの系外惑星 (PDS 70b および PDS 70c) が形成されている円盤内に局在化しています。
この観測は、約46億年前の地球で起こったように、惑星が形成される塵とガスの円盤の中に水がすでに存在していることを示している。
月で水はどのようにして発見されたのでしょうか?
月は自ら光を発するのではなく、直接および間接的な太陽光を反射することがわかっています。したがって、この反射光は太陽光の特性をすべて備えています。ただし、それを反射する月の岩石の性質に応じて、太陽スペクトルに追加されるいくつかの特殊性 (特に吸収線とバンド) もあります。
月から反射された太陽のスペクトルにおける水の分子バンドの観察により、一部の地域に水が存在することが明らかになりました。
月に水が存在することが確認されたのは、SOFIA ( Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy ) のおかげです。これは、ボーイング 747 に搭載された直径 2.5 m のNASA 望遠鏡です。この航空機は高度 12.5 km 以上、つまり地上の水蒸気が存在しない成層圏の上空を飛行し、月の赤外線を観測することで水の存在が明らかになりました。
しかし、それはどのように形成されるのでしょうか？
ごく最近では、中国科学院大学の何ホイチュン氏が初めて執筆した研究が『 Nature Geoscience』誌に掲載され、中国のロボットによって収集された月の石のサンプル中に水が存在することを発見したと発表した。嫦娥５号は分析のために地球に持ち込まれた。隕石衝突時に形成されたガラス球の表面に水が閉じ込められているのが発見された。
これらのガラス球は水を捕捉できる多孔質の表面を持っています。しかし、センセーショナルな発見は、月の表面を絶えず取り囲む太陽風の影響により、球体に存在する水が継続的に形成されているということです。
地球とは異なり、月には太陽風から身を守る磁場がありません。
水の分子は、太陽風に存在する陽子と岩石にすでに存在する電子との相互作用によって形成され、水素原子を形成します。次に、これらはこれらの球体の表面にすでに存在する酸素と結合し、水分子を形成します。
これは、SOFIA が観測したように、衝突クレーター内部などの影に覆われた領域と、太陽に直接さらされている領域の両方で水が継続的に生成されていることを意味します。
これと同じ水生成メカニズムを地球上で動作させることは不可能です。なぜなら、地球の磁場のおかげで太陽風が地表に到達できないからです（幸いなことに、それは電気風であるため）。
月の水が私たちにもたらす恩恵とは何でしょうか
月に水が存在することは、アルテミス計画にとって重要です。これは、人類が月に長期滞在することを目的としたプロジェクトであり、水の発見は永続的な植物や将来の人類の居住地に栄養を与えることができるため、非常に重要であることが証明されています。
しかし、人類にとって最も野心的な目標は火星です。しかし、「利便性」のために、月は、火星の植民地化の可能性に備えるためのより安価な方法を提供しています。実際、月はその近さと容易なアクセスのおかげで、私たちが敵対的な環境での生活を練習したり、火星で使用できるさまざまなシステムや方法を実験したりすることができます。
月への競争が勢いよく再開された。ロシアの探査機ルナ 25 号の月面着陸の失敗に続き、インドの探査機チャンドラヤーン 3 号の月面着陸が 8 月 23 日に行われ、その探査機はすでに月の土壌の科学的探査の使命を開始しています。
