Selama miliaran tahun, medan magnet Bumi telah membimbing partikel kecil dari atmosfernya ke Bulan, menurut penelitian baru. Proses ini menjelaskan kelebihan zat volatil dalam sampel misi Apollo dan menunjukkan bahwa permukaan Bulan menyimpan sejarah atmosfer Bumi. Temuan ini dapat membantu eksplorasi Bulan masa depan dengan menyoroti sumber daya potensial di Bulan.
Penelitian baru dari University of Rochester mengungkapkan bahwa medan magnet Bumi, bukan menghalanginya, telah memfasilitasi transfer partikel atmosfer ke Bulan selama miliaran tahun. Diterbitkan di Communications Earth & Environment pada 2025, studi ini menantang asumsi sebelumnya dan menggunakan simulasi komputer untuk menunjukkan bagaimana angin matahari berinteraksi dengan atmosfer Bumi.
Batu Bulan dan tanah dari misi Apollo pada 1970-an mengandung zat volatil seperti air, karbon dioksida, helium, argon, dan nitrogen dalam regolith. Meskipun beberapa berasal dari angin matahari, jumlahnya—terutama nitrogen—melebihi apa yang bisa disediakan oleh sumber matahari saja. Pada 2005, ilmuwan dari University of Tokyo menyarankan bahwa ini berasal dari atmosfer awal Bumi, sebelum medan magnet terbentuk dan konon mencegah pelarian.
Tim Rochester, termasuk mahasiswa pascasarjana Shubhonkar Paramanick, profesor Eric Blackman, profesor John Tarduno, dan ilmuwan komputasi Jonathan Carroll-Nellenback, memodelkan dua skenario: Bumi awal tanpa medan magnet dan angin matahari lebih kuat, versus Bumi modern dengan medan pelindungnya dan angin matahari lebih lemah. Simulasi mereka menunjukkan transfer partikel lebih efisien hari ini, karena angin matahari melepaskan partikel bermuatan dari atmosfer atas, yang kemudian bepergian sepanjang garis medan magnet yang membentang hingga orbit Bulan.
"Dengan menggabungkan data dari partikel yang terawetkan di tanah Bulan dengan pemodelan komputasi tentang bagaimana angin matahari berinteraksi dengan atmosfer Bumi, kita dapat melacak sejarah atmosfer Bumi dan medan magnetnya," kata Eric Blackman, profesor di Departemen Fisika dan Astronomi.
Pertukaran berkelanjutan ini menyiratkan bahwa tanah Bulan bertindak sebagai arsip masa lalu iklim dan evolusi Bumi. Ini juga menunjukkan manfaat praktis: zat volatil seperti air dan nitrogen dapat mendukung astronot, memudahkan logistik untuk tinggal jangka panjang.
"Studi kami juga mungkin memiliki implikasi lebih luas untuk memahami pelarian atmosfer awal pada planet seperti Mars," tambah Paramanick, mencatat bahwa Mars pernah memiliki medan magnet serupa dan atmosfer lebih tebal.
Pekerjaan ini didanai oleh NASA dan National Science Foundation.