Планетологи выяснили, как и где на Луне накапливалась вода миллиарды лет
Международная команда планетологов опубликовала в Nature Astronomy исследование, которое меняет представление о происхождении воды на Луне. По их расчетам, лед там не появился одномоментно после катастрофы вроде падения гигантской кометы. Гораздо вероятнее, что он накапливался постепенно — в течение миллиардов лет.
В работе участвовали, в частности, Пол Хейн из Университета Колорадо и Одед Ахаронсон из Института Вейцмана.
Загадка лунного льда
О том, что на Луне есть вода, ученые говорят давно. Речь не о жидкой воде, а о льде, который скрыт в глубоких кратерах у южного полюса. Эти участки никогда не освещаются Солнцем и остаются экстремально холодными.
Проблема была в другом. Наблюдения миссий NASA показывали, что лед распределен странно. В одних кратерах его много, в других почти нет — хотя условия похожие. Объяснения этому долго не находилось.
Команда проверила несколько гипотез. В частности, идею о том, что вся вода попала на Луну сразу, например, с крупной кометой. Эта версия не подтвердилась.
«Похоже, что в самых старых кратерах Луны также содержится больше всего льда. Это означает, что Луна накапливала воду более или менее непрерывно на протяжении 3 или 3,5 миллиардов лет», — объясняет Хейн.
Иными словами, лед — это не след одного события, а результат длительного процесса.
Откуда вообще берется вода
Источников могло быть несколько. Часть воды могла подниматься из недр Луны во времена древнего вулканизма. Часть — прилетать с астероидами и кометами. Есть и менее очевидный механизм.
Солнечный ветер, поток заряженных частиц от Солнца, постоянно бомбардирует поверхность Луны. Он приносит водород, который при определенных условиях может соединяться с кислородом в лунной породе и образовывать молекулы воды.
«Благодаря солнечному ветру на Луну постоянно обрушивается поток водорода, и часть этого водорода может превратиться в воду на лунной поверхности», — говорит Хейн.
Почему лед «прячется» не везде
Ключ к разгадке — так называемые холодные ловушки. Это кратеры, которые могут оставаться в полной тени миллиарды лет. Температура там настолько низкая, что лед не испаряется и сохраняется практически в неизменном виде.
Но важная деталь в том, что Луна со временем слегка меняла наклон. Из-за этого одни и те же кратеры в разные эпохи могли получать солнечный свет или, наоборот, уходить в тень.
Исследователи смоделировали эту эволюцию и составили карту самых «долгоживущих» холодных ловушек. Именно они, как оказалось, лучше всего совпадают с зонами, где приборы фиксируют лед.
Где искать воду
Одним из наиболее перспективных мест называют кратер Хоуорт у южного полюса. По расчетам, он находится в тени более трех миллиардов лет — идеальные условия для накопления льда.
Эти данные важны не только для науки. Лед на Луне — потенциальный ресурс. Его можно использовать как воду для астронавтов или разложить на водород и кислород и получить топливо.
«Обнаружение воды за пределами Земли в пригодном для использования состоянии — одна из важнейших задач в астрономии», — отмечает Ахаронсон.
«В конечном итоге вопрос об источнике лунной воды будет решен только путем анализа образцов. Нам нужно либо исследовать их на месте, либо доставить на Землю», — говорит Хейн.
Для проверки этих наблюдений готовятся новые миссии. В частности, NASA планирует отправить к южному полюсу Луны прибор L-CIRiS уже в конце десятилетия. Он должен уточнить, где именно скрываются залежи льда — и сколько их на самом деле.
