แรกสุด มนุษย์เราเข้าใจว่าบนดวงจันทร์ซึ่งไม่มีบรรยากาศ ไม่มีอากาศ ทำให้ไม่มีน้ำปรากฏอยู่ โดยเฉพาะในรูปแบบที่เป็นของเหลวเหมือนอย่างที่เราพบเห็นกันทั่วไปบนโลก
ในช่วงไม่กี่สิบทศวรรษที่ผ่านมา ภารกิจ “อพอลโล” เพื่อสำรวจดวงจันทร์ขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (นาซา) ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งนำตัวอย่างดินและหินจากดวงจันทร์กลับมายังโลก ทำให้นักวิทยาศาสตร์พบว่าจริงๆ แล้วบนดวงจันทร์มีน้ำปรากฏอยู่
มันมีจำนวนน้อยนิดติดอยู่ในลูกแก้วขนาดเล็กจิ๋วที่ปนอยู่ในดิน–หิน ตัวอย่างจากดวงจันทร์
แต่ก็แค่นั้น เราแค่รู้ว่ามีน้ำในลักษณะนี้ แต่ไม่กังขาต่อว่ามันมีอยู่มากไหมและอยู่ที่ไหนกันบ้าง
คณะนักวิทยาศาสตร์จีนจาก สถาบันธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์ (Institute of Geology and Geophysics) ในสังกัดสำนักวิทยาศาสตร์แห่งจีน (Chinese Academy of Sciences) ตรวจสอบตัวอย่างที่ภารกิจยานสำรวจหุ่นยนต์ ฉางเอ๋อ 5 ส่งกลับคืนมายังโลก เมื่อเดือนธันวาคม 2020 ก็พบลูกแก้วที่มีน้ำเช่นนี้อยู่ด้วยเช่นกัน
คราวนี้พวกเขาศึกษาวิจัยถึงที่มาของมันอย่างถี่ถ้วน จนในที่สุดก็พบว่ามี “วัฏจักรของน้ำ” บนดวงจันทร์ อันหมายถึงว่า บนดวงจันทร์ไม่เพียงมีน้ำ แต่ยังมีน้ำอยู่ทั่วไป และที่สำคัญที่สุดคือมีปริมาณมหาศาลอีกด้วย
หู เซิ่น นักธรณีฟิสิกส์ ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมของรายงานการค้นพบนี้ ที่ตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสารวิชาการ journal Nature Geoscience เมื่อวันที่ 27 มีนาคมที่ผ่านมา ลูกแก้วขนาดจิ๋วที่พบนั้นเกิดขึ้นเมื่อเกิดการตกกระทบของอุกกาบาตใหญ่น้อยทั้งหลายกับพื้นผิวของดวงจันทร์ ผลจากการกระแทกดังกล่าวก่อให้เกิดความร้อนมหาศาลขึ้นวูบหนึ่ง ก่อให้เกิดการหลอมละลาย เมื่อเย็นลงก็ปรากฏลูกแก้วเหล่านี้เกิดขึ้น
(He et al., Nature Geoscience, 2023)
ลูกแก้วเหล่านี้มีลักษณะอสัณฐาน คือไม่มีรูปร่างที่แน่นอน ขนาดก็ไม่แน่นอน มีตั้งแต่ 10 ไมครอนขึ้นไปจนถึงหลายร้อยไมครอน
พูดให้เห็นเป็นรูปธรรมก็คือมีขนาดตั้งแต่ขนาดของหยดน้ำในหมอก (10 ไมครอน) ขึ้นไปจนถึงหลายเท่าของขนาดเส้นผมของมนุษย์ (เส้นผ่านศูนย์กลางเส้นผมคนเรามีขนาดตั้งแต่ 17 ไมครอนไปจนถึง 181 ไมครอน ขึ้นอยู่กับบุคคล)
ภายในลูกแก้วอสัณฐานเหล่านี้มีออกซิเจนปรากฏอยู่ เพราะภายในดินบนพื้นผิวดวงจันทร์ นักวิทยาศาสตร์พบออกซิเจนเจือปนอยู่เสมอ ออกซิเจนเหล่านี้เป็นที่มาของน้ำที่ถูกเก็บกักไว้ภายในลูกแก้วเหล่านี้
“น้ำ” เกิดขึ้นจากความช่วยเหลือของ “ลมสุริยะ” จากดวงอาทิตย์ครับ
“ลมสุริยะ” (solar wind) คือลำของอนุภาคมีประจุ ซึ่งส่วนใหญ่แล้วเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน พวยพุ่งออกมาจากชั้นบรรยากาศนอกสุดของดวงอาทิตย์ที่เรียกว่า โคโรนา (corona) อาบไปทั่วพื้นผิวของดวงจันทร์
ที่ปรากฏอยู่ในลมสุริยะเหล่านี้ด้วยก็คือ อนุภาคไอออนของไฮโดรเจน ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนบริเวณผิวของลูกแก้ว ซึ่งในที่สุดก็จะแทรกซึมผ่านผิวของลูกแก้วอสัณฐานเข้าไป กลายเป็นน้ำเก็บกักอยู่ในลูกแก้ว
ทีมวิจัยบอกว่า ในแง่หนึ่งลูกแก้วเหล่านี้จึงทำหน้าที่เป็นเหมือน “ฟองน้ำ” ดูดซับน้ำไว้บนดวงจันทร์ครับ
น้ำในลูกแก้วบางส่วนที่ขึ้นมาอยู่บนพื้นผิวอาจระเหยออกไปสู่อวกาศ แต่ก็จะถูกเติมเต็มด้วยน้ำใหม่ด้วยกระบวนการเดียวกันนี้
การไม่มีชั้นบรรยากาศทำให้อุกกาบาตขนาดไหนก็ได้สามารถถล่มลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ได้ทั้งสิ้น และเกิดขึ้นบ่อยครั้ง กระจายไปทั่ว ทำให้แทบทุกพื้นที่พื้นผิวดวงจันทร์ปรากฏลูกแก้วอสัณฐานเหล่านี้อยู่เสมอ นั่นหมายความว่า น้ำก็จะมีอยู่โดยทั่วไปทุกพื้นผิวของดวงจันทร์นั่นเอง
ภารกิจฉางเอ๋อ 5 นำตัวอย่างกลับมายังโลกรวม 1.7 กิโลกรัม นักวิทยาศาสตร์พบลูกแก้วถึง 32 ลูก
ทีมวิจัยประเมินว่า แต่ละลูกมีน้ำอยู่ราว 2,000 ส่วนใน 1 ล้านส่วนของน้ำหนักของแต่ละลูก หรือพูดอีกอย่างว่า ในทุกๆ 1 กรัมของลูกแก้วมีน้ำอยู่ด้วย 2,000 ไมโครกรัม (0.002 กรัม) นั่นเอง
ดังนั้น ทีมวิจัยจึงประเมินคร่าวๆ ได้ว่า บนดวงจันทร์อาจมีน้ำอยู่มากมายถึง 270 ล้านล้านกิโลกรัม
เวลาจะใช้ก็ง่ายมากครับ นำลูกแก้วเหล่านี้ไปให้ความร้อนจนน้ำระเหยเป็นไอ นำไปผ่านกระบวนการควบแน่น ก็จะได้น้ำสำหรับอุปโภคบริโภค
ทั้งหมดนี้หมายความว่าอย่างไร? หมายความว่า น้ำจะไม่เป็นปัญหาอีกต่อไปหากเราต้องการไปปักหลักทำ “เหมืองแร่” บนดวงจันทร์
ที่สำคัญยิ่งไปกว่านั้นก็คือ อาจมี “น้ำ” ที่เกิดจากปรากฏการณ์ทำนองนี้อยู่บนดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ นอกเหนือจากดวงจันทร์อีกด้วย
มีความหมายใหญ่หลวงต่อการสำรวจอวกาศในอนาคตครับ
ไพรัตน์ พงศ์พานิชย์
