Анализируя образцы, доставленные миссией «Чанъэ-5», исследователи впервые непосредственно обнаружили молекулы воды (в формах, отличных от льда) на поверхности Луны. Хотя ранее было обнаружено наличие кислорода и водорода, не доказано, образуют ли эти элементы молекулы воды.
Астрономы полагают, что Земля и Луна — братья-близнецы, образование которых было катализировано общим гигантским ударом. Однако, хотя на Земле вода сыграла решающую роль в эволюции планеты, первые лунные образцы, доставленные миссиями «Аполлон», были полностью лишены воды.
Это привело к широко распространенному мнению, что лунный грунт полностью сух, что значительно усложняет наше понимание его геологической эволюции. Например, на Земле вода помогает кристаллизовать магму. Если бы на Луне вообще не было воды, то, по логике вещей, на Луне не было бы морей — характерных следов древних потоков лавы.
Однако последние технологические достижения поставили под сомнение гипотезу «сухой Луны», предполагающую наличие молекул воды на ее поверхности. В 2009 году индийский лунный зонд «Чандраян-1» обнаружил следы водорода и кислорода на солнечной стороне естественного спутника Земли. Эти наблюдения позже были подтверждены данными Стратосферной обсерватории инфракрасной астрономии НАСА (SOFIA).
Также было обнаружено большое количество водяного льда. Самые высокие концентрации наблюдаются в кратерах, расположенных вблизи полюсов и всегда в тени. Исследователи говорят, что эти концентрации сопоставимы с концентрациями, обнаруженными в базальтах океанских хребтов Земли.
Однако предыдущие исследования, показавшие наличие кислорода и водорода, были в основном основаны на методах дистанционного зондирования. Поэтому эти данные не подтверждены на местах. Кроме того, большинство наблюдений не позволяют точно определить, образуют ли эти элементы молекулы воды (H2O) или молекулы гидроксила (OH).
Обратите внимание: Ученые впервые обнаружили всеядных акул .
Следует также отметить, что обнаруженный ранее водяной лед имел внешнее происхождение, являясь результатом взаимодействия реголита с солнечным ветром и ударами метеоритов.Анализируя видимые образцы поверхности Луны, доставленные миссией «Чанъэ-5» в 2020 году, исследовательская группа из Пекинской национальной лаборатории физики конденсированного состояния и Института физики Китайской академии наук заявила, что непосредственно обнаружила молекулярную воду в лунном реголите впервые.
Фрагменты, содержащие 41% воды
Провел исследование, результаты которого недавно были опубликованы в журнале Китайские ученые проверили более 1000 фрагментов минералов из лунных образцов. Для этого они используют рамановскую микроскопию, которая позволяет провести химический и кристаллографический анализ с высоким разрешением.
Особое внимание специалисты уделяют прозрачным пластинчатым кристаллам, известным как «неизвестные лунные минералы» (УЛМ-1) из-за их высокой чувствительности к молекулам воды. Его химический состав был проанализирован с помощью SEM-спектроскопии и электронно-зондового микроанализа (ЭПМА). Это два наиболее широко используемых инструмента анализа, поскольку они могут быстро создавать чрезвычайно подробные изображения.
В каждом фрагменте УЛМ-1 обнаружено до шести молекул воды, что составляет 41% от его общей массы. Кроме того, они содержат магний и летучие элементы, такие как азот и хлор. По мнению специалистов, состав этого минерала очень похож на минералы, встречающиеся вблизи вулканов на Земле. Сигнал достаточно чистый, чтобы исключить возможность загрязнения зонда выхлопными газами.
«Это открытие определяет потенциальную форму, в которой молекулы воды могут существовать на лунной поверхности: гидратированные соли», — пояснили исследователи в пресс-релизе CAS. «В отличие от летучего водяного льда, эти гидраты присутствуют на лунной поверхности», — добавили они. Высокие широты очень стабильны даже в солнечных районах.
Также обнаружены другие микроэлементы, такие как калий, натрий, кремний и алюминий, которые составляют 1% от веса минерала. После тщательного анализа исследователи обнаружили, что элементы распределены очень неравномерно, что может указывать на дисбаланс в процессе кристаллизации или на вторичный процесс, изменяющий структуру минерала.
Эти гидратированные минералы могут обеспечить водой будущие лунные базы и дать ценную информацию о геологической истории Луны. Китай планирует построить основную часть международной лунной исследовательской станции к 2035 году. Образцы, недавно доставленные с обратной стороны Луны миссией «Чанъэ-6», могут помочь определить, как часто эти знаменитые минералы встречаются в лунном реголите.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.