Связанный контент
- Вода Земли может быть такой же старой, как и сама Земля
- Как вода попала на землю?
Новый изотопный анализ лунных пород эпохи Аполлона показывает, что запертая в них вода, вероятно, пришла с нашей планеты. Изображение через Wikimedia Commons / Грегори Х. Ревера
В сентябре 2009 года, после десятилетий спекуляций, впервые были обнаружены признаки воды на поверхности Луны. Chandrayaan-1, лунный зонд, запущенный космическим агентством Индии, создал подробную карту минералов, составляющих поверхность Луны, и аналитики определили, что в некоторых местах характеристики лунных пород указывали, что они имеют 600 миллионов метрических тонн воды.
В последующие годы мы стали свидетелями появления воды как на поверхности, так и внутри Луны, запертой в поровом пространстве камней и, возможно, даже замерзшей в ледяных щитах. Все это очень взволновало энтузиастов освоения космоса, поскольку присутствие замерзшей воды могло бы когда-нибудь сделать постоянное обитание человека на Луне гораздо более осуществимым.
Для ученых-планетологов, однако, возникает сложный вопрос: как вода попала на Луну?
Новая статья, опубликованная сегодня в журнале Science, предполагает, что, как ни странно, вода Луны возникла из того же источника, что и вода из крана, когда вы открываете кран. Так же, как многие ученые полагают, что весь запас воды на Земле был первоначально доставлен через водоносные метеориты, которые путешествовали из пояса астероидов миллиарды лет назад, новый анализ лунных вулканических пород, возвращенных во время миссий Аполлона, указывает на то, что вода Луны имеет свои корни в этих же метеоритах. Но есть поворот: до Луны эта лунная вода была первой на Земле.
Крупный план включения расплава внутри лунных утесов. Эти включения показывают подсказки о содержании воды в ловушке на Луне. Изображение через Джона Армстронга, Геофизическая лаборатория, Вашингтонский институт Карнеги
Исследовательская группа под руководством Альберто Саала из Университета Брауна проанализировала изотопный состав водорода, обнаруженного в воде в крошечных пузырьках вулканического стекла (переохлажденная лава), а также в расплавленных включениях (капли расплавленного материала, попавшие в медленно остывающую магму, которая позднее затвердела) в скалах эпохи Аполлона, как показано на рисунке выше. В частности, они рассмотрели соотношение изотопов дейтерия («тяжелых» атомов водорода, которые содержат добавленный нейтрон) к нормальным атомам водорода.
Ранее ученые обнаружили, что в воде это соотношение изменяется в зависимости от того, где в солнечной системе изначально образовались молекулы воды, так как вода, которая возникла ближе к Солнцу, имеет меньше дейтерия, чем вода, образовавшаяся дальше. Было обнаружено, что вода, запертая в лунных включениях стекла и расплава, имеет уровни дейтерия, аналогичные тем, которые обнаружены в классе метеоритов, называемых углеродистыми хондритами, которые, по мнению ученых, являются наиболее неизменными остатками туманности, из которых образовалась солнечная система. Углеродистые хондриты, которые падают на Землю, происходят из пояса астероидов между Марсом и Юпитером.
Более высокие уровни дейтерия предположили бы, что вода была сначала принесена на Луну кометами, поскольку многие ученые предположили, потому что кометы в основном прибывают из пояса Койпера и Облака Оорта, отдаленных областей далеко за пределами Нептуна, где дейтерий более многочислен. Но если вода в этих пробах представляет собой лунную воду в целом, результаты показывают, что вода поступила из гораздо более близкого источника - фактически того же источника, что и вода на Земле.
Простейшим объяснением этого сходства будет сценарий, в котором, когда массивное столкновение между молодой Землей и протопланетой размером с Марс образовало Луну около 4, 5 миллиардов лет назад, часть жидкой воды на нашей планете была каким-то образом сохранена из испарение и переносится вместе с твердым материалом, который станет Луной.
Наше текущее понимание массивных ударов, тем не менее, не допускает такой возможности: тепло, которое, как мы полагаем, будет вызвано таким огромным столкновением, теоретически испарит всю лунную воду и отправит ее в космос в газообразной форме. Но есть несколько других сценариев, которые могут объяснить, как вода переносилась с нашей прото-Земли на Луну в других формах.
Исследователи полагают, что одна из возможностей состоит в том, что ранняя Луна заимствовала немного высокотемпературной атмосферы Земли в тот момент, когда она образовалась, поэтому любая вода, которая была заблокирована в химическом составе грунтовых пород до удара, испарялась бы вместе со скалой. в эту общую атмосферу после удара; этот пар тогда соединился бы в твердую лунную каплю, связав воду в химический состав лунного материала. Другая возможность состоит в том, что скалистый кусок Земли был запущен, чтобы сформировать Луну, которая удерживала молекулы воды, запертые в ее химическом составе, и позже они были выпущены в результате радиоактивного нагрева внутри Луны.
Данные недавних лунных миссий показывают, что лунные породы, а не только кратеры на полюсах, действительно содержат значительное количество воды, и этот новый анализ предполагает, что вода первоначально пришла с Земли. Таким образом, результаты заставят ученых переосмыслить модели того, как могла сформироваться Луна, учитывая, что она явно не высохла полностью.
