• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
23.12.2024
Елизавета Александрова
9
45 972

В доставленном «Аполлонами» лунном грунте нашли земную воду

5.2

До сих пор многие ученые считали, что у лунной воды два источника происхождения: немалая доля доставлена с упавшими кометами, но большая часть образовалась на самой Луне под действием частиц солнечного ветра. По итогам недавнего исследования планетологи вынуждены перечеркнуть эту картину. Они заявили, что кометная вода на естественном спутнике Земли действительно есть, но радиация вряд ли сыграла значительную роль. Вместо этого, похоже, главная часть лунной воды происходит из того же материала, из которого сформировалась наша планета.

Астронавт миссии «Аполлон-17», геолог Харрисон Шмитт на Луне
Астронавт миссии «Аполлон-17», геолог Харрисон Шмитт на Луне / © NASA

Воду в лунном грунте на самом деле нашли сразу после его доставки на Землю и американскими астронавтами, и советскими аппаратами «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24». Тогда в нее «не поверили»: сочли результатом земного загрязнения. Много лет спустя довольно богатые водяные запасы на Луне показали данные нескольких разных спутниковых приборов. Стоит напомнить о российском детекторе «ЛЕНД» на борту зонда Lunar Reconnaissance Orbiter: он позволил составить целую карту лунных ледяных залежей, и именно после этого космические державы загорелись идеей построить постоянные базы в лунной мерзлоте у Южного полюса.

В вечной тьме на дне лунных полярных кратеров вода содержится в виде отдельных ледяных частиц, но даже на поверхности, в отлично освещаемых местах, молекулы воды есть, только они там не «сами по себе», а «встроены» в кристаллическую структуру минералов в грунте. Это называется гидратацией пород. Доставленные на Землю лунные образцы оказались гидратированы — пусть не так сильно, как земные, но все же Луна оказалась не безводной.

Интересно, что после получения всего этого грунта (в общей сложности сотни килограммов) его намеренно не стали весь сразу использовать для анализа: большую часть «законсервировали» до лучших времен, то есть до появления более совершенной исследовательской техники. Поэтому его по сей день продолжают доставать из запасников и берут мизерными порциями, но даже нескольких граммов бывает достаточно для совершения важнейших открытий.

Карта распределения воды в полярных регионах Луны по данным российского детектора ЛЕНД/LEND («Лунный исследовательский нейтронный детектор»/Lunar Exploration Neutron Detector) / © Институт космических исследований РАН

Недавно планетологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) и Эдинбургского университета (Великобритания) использовали девять разных образцов, доставленных по программе «Аполлон», а именно — во время миссий «Аполлон-11», «Аполлон-12», «Аполлон-14» и «Аполлон-17». Таким образом, этот грунт собран в Море Спокойствия, Океане Бурь, кратере Фра Мауро у Моря Познанного и долине Тельца-Литтроу на краю Моря Ясности соответственно.

Задачей исследователей было извлечь воду из минералов всего этого грунта и посмотреть, что она представляет собой. Извлекали ее путем нагрева сначала до плюс 50, потом до плюс 150 и, наконец, до плюс 1000 градусов Цельсия. Оказалось, часть воды высвобождалась уже при небольшом нагреве, но некоторые молекулы удавалось «оторвать» только при плюс 1000 градусах. Это говорит о том, что одна часть лунной воды слабо связана с минералами, а другая очень прочно в них закрепилась.

Все добытые таким образом лунные молекулы воды сравнивали с Н2О в земных породах и в разнообразных метеоритах самого распространенного типа — хондритах, то есть камнях с многочисленными «хондрами»: зернами, вкраплениями. Как именно сравнивали: по тому, какие в молекулах воды атомы кислорода. Есть три стабильных изотопа: кислород-16, кислород-17 и кислород-18. Напомним, эти числа обозначают разное количество нейтронов в их атомных ядрах. Почти весь кислород в земной воде — это кислород-16, а двух остальных изотопов в ней ничтожно мало. Во внеземных породах картина наблюдается несколько другая, причем в разном веществе разное соотношение этих изотопов.

Результатами своего сравнительного исследования ученые поделились в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences. Они пишут, что основная часть изученной лунной воды по кислородному «признаку» оказалась больше всего похожа на воду в энстатитовых хондритах — метеоритах очень редких, но напоминающих земное вещество. Кислород в них как раз примерно такой, как на Земле. Есть гипотеза, что именно эти породы в начале истории Солнечной системы внесли огромный вклад в формирование Земли и «принесли» ей большую часть воды.

Поэтому, по мнению ученых, открытие сходства лунного грунта с этими метеоритами одновременно означает две вещи: что лунная вода — по большей части вода земная и что Земля действительно получила ее от энстатитовых хондритов.

Один из лунных образцов, фрагменты которого использовали в ходе недавнего исследования (доставлен миссией «Аполлон-14») / © Lunar and Planetary Institute

Планетологи добавили, что нашли в «аполлоновских» образцах и немало кометной воды, а вот воды еще одной разновидности обнаружили не так много, как ожидали: речь идет о воде, которая образуется под действием солнечной радиации. Как именно: от Солнца нескончаемым потоком летят протоны, и каждому из них нужен лишь один-единственный электрон, чтобы стать полноценным атомом водорода, и это благополучно происходит на лунной поверхности. Далее этот водород встречается с атомами кислорода, которого в лунном грунте очень много. Результат — H2O.

До сих пор многие исследователи считали, что это и есть главный источник образования лунной воды. Проблема в том, что тогда кислород в молекулах этой воды должен быть точно таким же, как весь остальной кислород в лунном грунте. Нынешнее исследование показало, что в основном он другой.

Планетологи подчеркнули, что не ожидали увидеть на Луне так много земной воды: по широко распространенной версии, Земля получила естественный спутник из обломков своего катастрофического столкновения с планетой размером с Марс. Предполагалось, что от такого удара вся вода из выброшенного в космос вещества быстро улетучилась. Теперь выходит, что это не совсем так.

Naked Science ранее писал об альтернативной теории образования Луны — мультиимпактной. В ее рамках основная часть лунного материала — выбитые из Земли астероидами обломки. Поскольку энергия ударов астероидов несопоставимо меньше, чем при соударении планет, такие обломки не расплавлялись и могли доставить на Луну земную воду.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 13:18
Татьяна

Два ключевых события сыграли решающую роль в формировании генетического профиля современных европейских народов. Первое связано с приходом ранних фермеров из Анатолии примерно восемь тысяч лет назад, второе — масштабная миграция на запад носителей ямной степной культуры, начавшаяся пять тысяч лет назад. Однако ученые видят множество отличий от общей картины в разных регионах. В новой работе они проанализировали ДНК древних жителей самого северо-запада Европы и обнаружили более тесную связь с охотниками-собирателями, чем где бы то ни было.

Вчера, 07:50
Игорь Байдов

В архивах английского поместья столетиями пылилась ничем не примечательная книга учета XVI века. Никто не подозревал, что внутри ее переплета скрываются фрагменты пергамента с историями, которые переписывали монахи семь веков назад. Тайна раскрылась, когда архивариус заметил странные символы на обложке. Так началось расследование, объединившее разных ученых. Исследователи три года пытались прочитать текст, не прикасаясь к нему. Теперь они представили результат своего труда — мир получил два ранее неизвестных эпизода о волшебнике Мерлине, короле Артуре и рыцаре Гавейне.

Вчера, 17:18
Редакция Naked Science

В 2023 году руководство особой экономической зоны «Алабуга» представило план развития до 2048-го: он предполагает освоение космического пространства.

27 марта
Сколтех

Ученые из Сколтеха исследовали разнообразие молекул, которые могут образовываться из атомов кислорода и углерода. Помимо широко известных углекислого и угарного газов, моделирование обнаружило две сотни экзотических, но относительно стабильных соединений этих двух элементов, многие из которых не были описаны ранее. Этот класс веществ представляет интерес для исследований космоса, аккумуляторных технологий, биохимии и — неожиданным образом — для разработки промышленной взрывчатки и ракетного топлива. Как оказалось, некоторые из открытых веществ при распаде будут высвобождать более 75 процентов взрывной энергии тротила.

Вчера, 13:18
Татьяна

Два ключевых события сыграли решающую роль в формировании генетического профиля современных европейских народов. Первое связано с приходом ранних фермеров из Анатолии примерно восемь тысяч лет назад, второе — масштабная миграция на запад носителей ямной степной культуры, начавшаяся пять тысяч лет назад. Однако ученые видят множество отличий от общей картины в разных регионах. В новой работе они проанализировали ДНК древних жителей самого северо-запада Европы и обнаружили более тесную связь с охотниками-собирателями, чем где бы то ни было.

Вчера, 07:50
Игорь Байдов

В архивах английского поместья столетиями пылилась ничем не примечательная книга учета XVI века. Никто не подозревал, что внутри ее переплета скрываются фрагменты пергамента с историями, которые переписывали монахи семь веков назад. Тайна раскрылась, когда архивариус заметил странные символы на обложке. Так началось расследование, объединившее разных ученых. Исследователи три года пытались прочитать текст, не прикасаясь к нему. Теперь они представили результат своего труда — мир получил два ранее неизвестных эпизода о волшебнике Мерлине, короле Артуре и рыцаре Гавейне.

6 марта
Юлия Трепалина

В двойственных, или обратимых, изображениях зритель может увидеть разные объекты в зависимости от того, на каких деталях концентрируется его внимание. Среди известных примеров таких рисунков — иллюзия «кролик-утка», сочетающая двух животных, и обратимая ваза (или ваза Рубина), которая может казаться двумя силуэтами лиц, если сосредоточиться на фоне. В соцсетях и популярных СМИ часто публикуют подобные картинки, утверждая, что по тому, какое изображение человек видит в первую очередь, можно судить о его личностных чертах и особенностях мышления. Двое психологов из Великобритании недавно проверили, так ли это на самом деле.

15 марта
Юлия Трепалина

Когда пара расстается, многие люди продолжают испытывать чувства к своим бывшим. Если разрыв произошел по инициативе другой стороны и отношения длились много лет, полностью «забыть» еще недавно близкого человека может быть непросто. Существует мнение, что и после расставания привязанность к экс-партнерам в какой-то мере сохраняется. Впрочем, согласно другой точке зрения, со временем эта эмоциональная связь ослабевает и утрачивается. Разобраться, как происходит на самом деле и сколько времени может потребоваться на полный эмоциональный разрыв с бывшими возлюбленными, взялись психологи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США).

18 марта
Илья

Масштабный анализ геномов показал, что вид Homo sapiens возник в результате смешения двух древних популяций. Они разделились полтора миллиона лет назад, а затем воссоединились до расселения по миру.

[miniorange_social_login]

Комментарии

9 Комментариев
Капец чё вода может быть и другая . Вода в Африке вода
    Александр, конечно разная. В воде с разных небесных тел разное соотношение обычного водорода и дейтерия, а также разное соотношение кислорода-16 и кислорода-18. Вот на одном небесном теле большинство образцов действительно изотопно похожи.
-
0
+
Ну это говорит о том что Большого Импакта не было, скорее всего Луна сформировалась ВМЕСТЕ с Землёй. Плюс чуть выше есть статья о том что Лунный магнетизм был ещё 2,8 млрд.л.н., там интересно то что 3,1 млрд.л.н. магнетизм сильно ослаб, а в районе 2,8 млрд.л.н. усилился. В той статье я писал свои подозрения что скорее всего Лунная орбита более 1,5 млрд. лет была не стабильной и это вызывало раскачку еë недр что и вызывало проявление магнетизма, точно также как сейчас на ряде Лун больших планет. А для Земли это тоже не проходило без последствий, скорее всего это разогревало ядро Земли до высоких температур, а затем когда Луна окончательно оформила свою орбиту это привело на Земле к переходу от Архея к Протерозою.
-
0
+
А какой ей быть , как не земной , если американцы образцы « лунного» грунта на земле брали?
1 2
1 2
24.12.2024
-
0
+
Напомню, недавно тут писали что китайцам удалось выделить аж 50 000 ppm воды из своего лунного грунта https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758%2824%2900128-0 А в этой статье 350 ppm. Почему так? Ну, кроме разницы в составе грунта (которая надо полагать не повлияет на отличия в результатах аж в 150 раз) ещё и температура нагрева была разная. У китайцев до размягчения грунта, 1100°С, а у американцев он остался в твёрдом состоянии, температура1000°С. Китайцы пишут, что (гипотетическая) реакция по восстановлению оксидов железа связанным водородом активно идёт как раз в жидком виде. Жаль что вопрос с водой по-прежнему не закрыт, для колонизации он важен принципипально. А у нас на самом деле тоже есть свой лунный грунт, можно было бы проверить, подтвердить сенсационную статью и даже получить грант на "бла-бла-бла...разработку и создание задела системы обеспечения снабжения человекообитаемой поверхностной лунной базы...бла-бла...первого этапа" . Впрочем, едва ли это кто-то прочитает...
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно