Mens vi kørte hjem fra en volleyballkamp med min teenagedatter, bemærkede vi fuldmånen. Jeg reflekterede over 50-årsdagen for Apollo 11 i denne uge. En mild følelse af jalousi skyndte også over mig (smil), da jeg tænkte på fans ved Duran Duran-koncerten i rakethaven i Kennedy Space Center. Mens jeg har set et af mine yndlingsbands mange gange, er jeg sikker på, at det var fantastisk at høre deres rumfarvede sætliste i den indstilling og til fejring af Apollo-missionen. Da jeg ryste mig ud fra et flygtigt misundeligt øjeblik, besluttede jeg at skrive noget om månen. Da jeg er professor i meteorolog og atmosfærisk videnskab, var det kun naturligt, at jeg besvarede spørgsmålet “Har vores måne vejr?”
Smuk fuldmåne med en blank himmel ved 100x zoom uden stativ
Getty
For at besvare dette spørgsmål er vi nødt til at svare på et andet. Har vores måne endda en atmosfære? Det er fristende at sige “nej.” Imidlertid er et bedre svar “slags.” Før vi dyber dybere, er det lærerigt at definere “atmosfære” og beskrive Jordens atmosfæriske struktur. American Meteorological Society Glossary of Meteorology er en af mine foretrukne ressourcer. Den definerer en atmosfære som “En gasformet kuvert, der er gravitationelt bundet til en himmel krop (f.eks. en planet, dens satellit eller en stjerne). “Jordens atmosfære er opdelt i flere lag. Vi lever i troposfæren. De fleste af os vil aldrig forlade troposfæren. Den strækker sig op til ca. 6-7 miles (~ 10 km), men den højde kan variere alt efter højde (lavere i polarområder) og årstid (lavere om vinteren). Omkring 75-80% af massen af vores atmosfære er inden for troposfæren, og det meste af fugtigheden også .
Mellem 7 og 31 miles over jorden (i gennemsnit) finder vi stratosfæren. Tropopausen er overgangsområdet mellem troposfæren og stratosfæren. Ozonlaget, der beskytter os mod skadelig ultraviolet (UV ) stråling fra solen, er i stratosp her. Det er også et lag, der stiger i temperatur med højden på grund af UV-absorptionen. Vi kalder det en inversion. Mesosfæren er 30 til 51 miles over overfladen. Dette lag kan have temperaturer ned til -120 grader F ifølge NOAA. Mellem 51 og 400 miles er et mærkeligt lag kaldet termosfæren. Temperaturer varierer fra -184 grader F til flere tusinder af grader F. Selv ved disse temperaturer ville det føles koldt for vores hud på grund af “tyndheden” i atmosfæren. De meget høje temperaturer skyldes molekylernes høje kinetiske energi, men det føles ikke varmt, fordi der er meget få molekylære kollisioner. Dette lag er også hjemmet til nordlysene. Hvis du er en astronaut, er dette også det lag, hvor du måske begynder at føle en følelse af vægtløs. Ud over termosfæren findes exosfæren. I henhold til NOAAs satellitafdeling er dette placeringen af mange satellitter med lav jordkreds. Grafikken nedenfor, leveret af NOAA, opsummerer lagene og nogle interessante ting, der sker inden for dem.
Lagene af jordatmosfæren.
NOAA NESDIS
Jorden har vejr, fordi troposfæren er relativt tyk , indeholder vand og er vært for en kompleks visning af flydende og termodynamiske interaktioner. Hvilket bringer os til månen. Ifølge NASAs websted for Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer:
nylige undersøgelser bekræfter, at vores måne faktisk har en atmosfære, der består af nogle usædvanlige gasser, herunder natrium og kalium, som ikke findes i atmosfærerne på Jorden, Mars eller Venus. Det er en uendelig lille mængde luft sammenlignet med Jordens atmosfære. Ved havoverfladen på Jorden indånder vi en atmosfære, hvor hver kubikcentimeter indeholder 10.000.000.000.000.000.000 molekyler; til sammenligning har månens atmosfære mindre end 1.000.000 molekyler i samme volumen. Det lyder stadig meget, men det er, hvad vi anser for at være et meget godt vakuum på jorden. Faktisk er densiteten af atmosfæren ved månens overflade sammenlignelig med densiteten af de yderste frynser af Jordens atmosfære, hvor den internationale rumstation kredser.
I tropensfæren på jorden er der for det meste nitrogen og ilt, men sporgasser som kuldioxid og vanddamp er ekstremt vigtige for at regulere temperaturen på vores planet. En NASA-mission kaldet Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) opdagede, at månens atmosfære også har spor af metan, kuldioxid, helium, ammoniak og argon.
Temperaturer kan svinge vildt på månen. Tim Sharp skrev i en Space.com-artikel:
Temperaturer på månen er ekstreme og spænder fra kogende varm til isende kulde afhængigt af hvor solen skinner .Der er ingen signifikant atmosfære på månen, så den kan ikke fange varme eller isolere overfladen …. Månen roterer på sin akse i cirka 27 dage. Dagtid på den ene side af månen varer cirka 13 og en halv dag efterfulgt af 13 og en halv nats mørke. Når sollyset rammer månens overflade, kan temperaturen nå op på 127 grader Celsius. Når solen går ned, kan temperaturen falde til minus 280 F (minus 173 C).
Der er heller ingen årstider på månen. Vi har årstider, fordi Jorden skråner på en akse i omtrent 23,5 grader. På grund af den aksiale hældning, når Jorden kredser om solen, er forskellige dele af vores planeten opvarmes forskelligt. Af denne grund er det i øjeblikket sommer på den nordlige halvkugle og vinter på den sydlige halvkugle. Månen er næsten oprejst (kun en hældning på 1,54 grader) ifølge Tim Sharp, så der er praktisk talt ingen sæsonvariabilitet.
Tidsforløb for månehoppe – lava slette – strømmer i 0,5 milliarder år tidsintervaller med røde … områder i hvert tidstrin betegner de senest udbrudte lavaer. Tidspunktet for udbruddet sammen med hvor meget lava der brød ud, hjalp forskere med at bestemme, at månen engang havde en atmosfære, og at månens atmosfære var tykkest for ca. 3,5 milliarder år siden. (Billedtekst leveret direkte af NASA / MSFC-webstedet)
NASA MSFC
Vores måne har tydeligvis ikke vejr, som vi oplever på Jorden. Opdagelser af vandis på Månen antyder imidlertid, at der kan være en slags “vandcyklus”. Ironisk nok har studier antydet, at månen engang havde en mere markant atmosfære. En NASA-pressemeddelelse fra 2017 bemærkede:
Forskning afsluttet af NASA Marshall Space Flight Center planetariske vulkanolog Debra Needham i Huntsville, Alabama, og planetforsker David Kring ved Lunar and Planetary Institute i Houston, Texas, antyder at Månen for milliarder af år siden faktisk havde en atmosfære. Den gamle måneatmosfære var tykkere end Mars atmosfære i dag og var sandsynligvis i stand til at forvitre klipper og producere storme. Måske vigtigst af alt, det kunne være en kilde for noget, hvis ikke alt, af det vand, der blev opdaget på Månen.
Dette var et langvarigt svar til spørgsmålet “Har månen vejr?” Jeg håber dog, at du har lært noget.