В течение последних нескольких десятилетий наше постоянное исследование Солнечной системы выявило несколько удивительных открытий. Например, хотя нам еще предстоит найти жизнь за пределами нашей планеты, мы обнаружили, что элементы, необходимые для жизни (т.е. органические молекулы, летучие элементы и вода), намного более многочисленны, чем считалось ранее. В 1960-х годах предполагалось, что на Луне может существовать водяной лед; и к следующему десятилетию миссии по возврату образцов и исследования подтвердили это.
С тех пор было обнаружено гораздо больше воды, что привело к спорам в научном сообществе относительно того, откуда все это пошло. Было ли это результатом производства на месте или оно было доставлено на поверхность водоносными кометами, астероидами и метеоритами? Согласно недавнему исследованию, проведенному группой ученых из Великобритании, США и Франции, большая часть воды Луны, по-видимому, поступила от метеоритов, которые доставляли воду на Землю и на Луну миллиарды лет назад.
Ради их исследования, которое недавно появилось в Связи природымеждународная исследовательская группа исследовала образцы лунных камней и почвы, которые были возвращены миссиями Аполлона. Когда эти образцы были первоначально исследованы после их возвращения на Землю, предполагалось, что следы количества воды, которое они содержали, были результатом загрязнения из атмосферы Земли, так как контейнеры, в которых камни Луны были доставлены домой, не были герметичными. Широко распространено мнение, что Луна была сухой.
Тем не менее, исследование, проведенное в 2008 году, показало, что в образцах вулканических стеклянных шариков содержались молекулы воды (46 частей на миллион), а также различные летучие элементы (хлор, фтор и сера), которые не могли быть результатом загрязнения. За этим последовало развертывание Лунного разведывательного орбитального аппарата (LRO) и спутника наблюдения и обнаружения лунного кратера (LCROSS) в 2009 году, который обнаружил обильные запасы воды вокруг южной полярной области,
Однако то, что было обнаружено на поверхности, сравнивалось с водой, которая была обнаружена под ним. Доказательства наличия воды во внутреннем пространстве впервые были обнаружены лунным орбитальным аппаратом ISRO Chandrayaan-1, на котором находился лунный картограф Минералогии НАСА (M3) и доставил его на поверхность. Анализ этих и других данных показал, что воды во внутренней части Луны в миллион раз больше, чем на поверхности.
Наличие такого количества воды под поверхностью породило вопрос, откуда все это взялось? В то время как вода, которая существует на поверхности Луны в лунном реголите, кажется, является результатом взаимодействия с солнечным ветром, это не может объяснить обильные источники глубоко под землей. Предыдущее исследование показало, что оно пришло с Земли, так как ведущая теория формирования Луны заключается в том, что большое тело размером с Марс воздействовало на нашу зарождающуюся планету около 4,5 миллиардов лет назад, и образовавшийся в результате обломки образовали Луну. Сходство между изотопами воды на обоих телах, кажется, подтверждает эту теорию.
Однако, по словам доктора Дэвида А. Кринга, члена исследовательской группы, которой руководила Джессика Барнс из Открытого университета, это объяснение может составлять только около четверти воды внутри Луны. Это, по-видимому, связано с тем, что большая часть воды не пережила бы процессы, связанные с формированием Луны, и сохранила бы такое же соотношение изотопов водорода.
Вместо этого Кринг и его коллеги исследовали возможность того, что водоносные метеориты доставляли воду к обоим (следовательно, к аналогичным изотопам) после образования Луны. Как сказал доктор Кринг в интервью Space Magazine по электронной почте:
«В настоящем исследовании использовались анализы лунных образцов, которые были собраны астронавтами Аполлона, потому что эти образцы обеспечивают наилучшее измерение воды внутри Луны. Мы сравнили эти анализы с анализами метеоритов из астероидов и анализа комет космическими аппаратами ».
Сравнивая соотношения водорода и дейтерия (он же «тяжелый водород») из образцов Аполлона и известных комет, они определили, что комбинация примитивных метеоритов (углеродистого типа хондрита) была ответственна за большую часть воды, которая может быть найдена в Интерьер Луны сегодня. Кроме того, они пришли к выводу, что эти типы комет сыграли важную роль, когда речь заходит о происхождении воды во внутренней Солнечной системе.
В течение некоторого времени ученые утверждали, что обилие воды на Земле может быть отчасти связано с воздействиями комет, транс-нептунских объектов или богатых водой метеороидов. Здесь также это было основано на том факте, что соотношение изотопов водорода (дейтерия и протия) в астероидах, таких как 67P / Чурюмов-Герасименко, выявило аналогичный процент примесей к богатым углеродом хондритам, которые были обнаружены в земных коэнзанах.
Но сколько воды Земли было доставлено, сколько было произведено для собственного производства и была ли сформирована Луна с уже имеющейся водой, остались предметом многих научных дискуссий. Благодаря этому последнему исследованию, у нас теперь может быть лучшее представление о том, как и когда метеориты доставляли воду в оба тела, что дает нам лучшее понимание происхождения воды во внутренней Солнечной системе.
«Некоторые метеорные образцы астероидов содержат до 20% воды», - сказал Кринг. «Этот резервуар материала - астероиды - ближе к системе Земля-Луна и, по логике, всегда был хорошим кандидатом на источник воды в системе Земля-Луна. Текущее исследование показывает, что это правда. Эта вода была доставлена 4,5-4,3 миллиарда лет назад.“
Наличие воды на Луне всегда было источником возбуждения, особенно для тех, кто надеется увидеть там когда-нибудь установленную лунную базу. Зная источник этой воды, мы также можем узнать больше об истории Солнечной системы и о том, как она появилась. Это также пригодится, когда придет время искать другие источники воды, что всегда будет фактором при попытке создания форпостов и даже колоний по всей Солнечной системе.
