שתפו‬        

רחלי ווקס

הפחמן הדו-חמצני שמתחבא בירח

חוקרים גילו על הירח מצבורים שככל הנראה מכילים פחמן דו-חמצני. האם החומר שמהווה גז חממה בעייתי בכדור הארץ יוכל דווקא לסייע לאסטרונאוטים העתידיים שינחתו על השכן החללי שלנו?
23 בפברואר 2022



לאחרונה הצטרפה ישראל ל"הסכמי ארטמיס" והחלה לקחת חלק בשיתוף הפעולה שמובילה נאס"א במטרה להחזיר את האדם אל הירח, שעליו לא דרכה רגל אנושית ב-50 השנה האחרונות. אם העתיד אכן צופן בחובו שהויות אנושיות מרובות וארוכות יותר על הירח, אין ספק שיהיה לאסטרונאוטים העתידיים צורך בחומרי גלם שימושיים שונים – כמו דלק. לאחרונה התגלה מקור לא-צפוי אפשרי לכך: במחקר אמריקאי חדש נחשפו סביב הקוטב הדרומי של הירח – האזור שבקרבתו מתוכננת גם הנחיתה במסגרת "תוכנית ארטמיס" – מאגרים שבהם ככל הנראה מצוי פחמן דו-חמצני.

על פי המחקר, שהתפרסם לאחרונה בכתב העת המדעי Geophysical Research Letters, קיימות על הירח מלכודות קור (Cold traps): מצבורים קרים במיוחד שממוקמים במכתשים ושסביר להניח שמכילים פחמן-דו חמצני, שקיומם היה בגדר השערה לא-מבוססת במשך שנים – עד המחקר החדש.

כיצד הגיע פחמן דו-חמצני אל הירח? "חלק ממנו היה יכול להיווצר בתהליכים געשיים שהתרחשו על הירח אף לפני מיליארדי שנים", מסביר יואב לנדסמן, יזם בתחום החלל ובעבר מהנדס המערכת הבכיר של הגשושית הישראלית "בראשית". לדבריו, בעבר התקיימה פעילות געשית באזורים שונים על הירח – כמו הימות, האזורים הכהים שקל להבחין בהם על פני הירח (אזורים אלה נמוכים יחסית, ולכן התאספה בהם לבה, שהפכה לבזלת כהה). "חלק מהפחמן הדו-חמצני היה יכול גם להגיע מחוץ לירח, על ידי שביטים או אסטרואידים שפגעו בו", הוא מוסיף.

בקטבי הירח, השמש תמיד נמוכה מאוד מעל האופק ולכן אין באזורים אלה אור רב. כשמדובר במלכודות הקור, שממוקמות במעמקי המכתשים שבאזור הקוטב הדרומי, הדבר נכון על אחת כמה וכמה – אור השמש לא מגיע אליהן לעולם. הדבר דומה במידת מה למצב ששורר בקרבת קטבי כדור הארץ בימי החורף, שבהם השמש לא עולה הרבה מעל לאופק והימים קצרים במיוחד (בירח, שנטייתו על צירו קטנה מאוד ולכן אין בו אין עונות שנה של ממש, זהו המצב התמידי). כתוצאה מהעדרו המוחלט של אור השמש, הטמפרטורה בתוך מלכודות הקור נמוכה מאוד באופן קבוע – אף יותר מאשר בפלוטו המרוחק.

כפי ששמן מרמז, מלכודות הקור "לוכדות" את הפחמן הדו-חמצני: באופן טבעי, פחמן דו-חמצני נע ממקום למקום באופן אקראי כשהוא זוכה לקרני שמש – וכשהוא מוצא במקרה את דרכו אל מלכודת קור כזו ו"נופל" לתוכה, הוא לא נחשף עוד לעולם לשמש. כך, הוא לא יכול לנוע יותר, ונשאר במלכודת ללא הגבלת זמן. "התגלית החדשה היא שקיימות על הירח מלכודות קור שבהן שוררת באופן קבוע טמפרטורה של פחות ממינוס 213 מעלות צלזיוס, ולכן סביר להניח שהצטבר בהן פחמן דו-חמצני". אומר לנדסמן. בתנאי טמפרטורה כאלה, פחמן דו-חמצני שנקלע למלכודות יקפא, ויישאר כמוצק בתוך המלכודות.

ממצאים חדשים מגשושית ותיקה

שטחן הכולל של המלכודות עומד על כ-204 קילומטר רבוע, כש-82 קילומטר רבוע מתוכו נמצא בתוך מכתש אמונדסן (שנקרא על שמו של רואלד אמונדסן, שהוביל את המשלחת הראשונה שהגיעה לקוטב הדרומי של כדור הארץ). מלכודות אחרות ממוקמות, בין השאר, במכתש דה ז'רלאש (שזכה לשמו בגלל אחד מחוקריה של אנטארקטיקה, אדריאן דה ז'רלאש הבלגי) ובמכתש הוורת'.

מלכודות הקור על הירח. קרדיט Schorghofer et al., Geophysical Research Letters
שטחן הכולל של המלכודות עומד על כ-204 קילומטר רבוע. איור: מתוך המאמר

מלכודות הקור התגלו כשהחוקרים ניתחו את נתוני הטמפרטורה שנאספו במשך 11 שנה על ידי המקפת לסקר הירח (Lunar Reconnaissance Orbiter, או בקיצור LRO): גשושית רובוטית של נאס"א שמקיפה את הירח מאז 2009. הנתונים נאספו באמצעות ה-Diviner Lunar Radiometer Experiment (DLRE) שבמקפת – מכשיר שמודד את טמפרטורת פני השטח של הירח. "המחקר הוא חדש, אבל הוא מתבסס על נתונים שנאספו במשך שנים רבות ולא על ממצאים של חללית שהגיעה אליו ממש עכשיו", אומר לנדסמן. לדבריו, הדבר ממחיש שגם הכלים הקיימים שבחלל יכולים לספק מידע מחדש רב.

לכוד על הירח – הרסני בכדור הארץ

כאמור, המחקר החדש הוא הראשון שמאשש את קיומן של מלכודות הקור, אך עדויות לנוכחות של פחמן דו-חמצני בשטחו של בן הלוויה האסטרונומי שלנו נמצאו גם בעבר, במסגרת משימתה של הגשושית הרובוטית LCROSS, ששוגרה לירח ב-2009. "LCROSS ריסקה בתוך אחד ממכתשי הירח את אחד מהשלבים של הטיל שהביא אותה לשם – זאת כדי למדוד ולזהות את החומרים שעפו החוצה כתוצאה מהפגיעה", מספר לנדסמן. "אחד מממצאי האירוע היה זיהוי של פחמן דו-חמצני. כך גם זוהו מים על הירח, אגב".

LRO_2006 NASA (Public Domain)
מלכודות הקור התגלו כשהחוקרים ניתחו את נתוני הטמפרטורה שנאספו במשך 11 שנה על ידי המקפת לסקר הירח. LRO, הדמיה: NASA

הירח הוא לא המקום היחיד במערכת השמש שלנו שבו קיים פחמן דו-חמצני. בין השאר, מעל 96 אחוז מהאטמוספרה הסמיכה-מאוד של נגה הסמוך לנו, כוכב הלכת החם ביותר במערכת השמש, מורכבת מפחמן דו-חמצני, והגז מהווה גם כ-95 אחוז מהאטמוספרה הדלילה-בהרבה של מאדים, שכננו מהעבר השני. בכדור הארץ הפחמן הדו-חמצני מהווה 0.04 אחוז בלבד מהאטמוספרה, אך כידוע, העלייה המתמדת בריכוזיו מאז תחילת העידן התעשייתי בעקבות שריפת דלקי מאובנים על ידי האדם (עקב השימוש בפחם, בנפט ובגז טבעי לייצור חשמל, לתחבורה, לתעשייה ועוד) היא הסיבה המרכזית להתעצמותו של משבר האקלים, שהשלכותיו על כדור הארץ שלנו הן הרסניות בכל קנה מידה.

דלק טילים עבור האסטרונאוטים העתידיים

חשיפתן של מלכודות הקור עשויה לאפשר למדענים לגלות דברים חדשים על תהליכים שהתרחשו על הירח בעבר הרחוק – כמו אלה שהובילו להגעתו של הפחמן הדו-חמצני אליו. לדברי מדענים, מחקר בנושא עשוי גם לסייע לנו להבין טוב יותר את מקורם של המים ושל יסודות אחרים שמצויים על הירח.

מעבר לעניין המדעי, לפחמן דו-חמצני ממלכודות הקור עשויות כאמור להיות תועלות עבור משלחות אנושיות עתידיות אל הירח. "בחומרים הזמינים-מאוד שעל הירח, כמו הקרקע הרגילה שלו, אין מקורות רבים של פחמן, אך מלכודות הקור הן מקור זמין לפחמן – ומפחמן אפשר לייצר דלק טילים וחומרי מבנה מסוימים", אומר לנדסמן. "רוב הדלק שאנחנו משתמשים בו היום מבוסס על פחמימנים – מולקולות של פחמן ומימן; זה כולל את הדלק שמניע מכוניות – וגם דלק טילים. פחמן יכול לאפשר לנו לייצר מתאן ודלקים אחרים שהם שימושיים מאוד", הוא מסכם.


בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב- Ynet

שתפו‬        


הירשמו לניוזלטר שלנו

    עקבו אחרי זווית