• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
48 минут назад
Елизавета Александрова
191

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
Вчера, 15:35
Андрей

Американские специалисты изучили больше двух тысяч ископаемых раковин моллюсков неогенового периода и обнаружили среди них уникальные свидетельства неудачной охоты. Две раковины зияли отверстиями, которые хищные улитки просверлили изнутри, то есть их добыча была уже мертвой. Это первые подобные наблюдения, и причин у древних ошибок могло быть несколько: палеонтологи не исключают, что брюхоногие «напали» на пустые раковины с голоду.

Вчера, 17:29
Любовь

Давний спор о причинах массового вымирания в конце мелового периода сводится к двум катастрофам: мощному извержению Деканских траппов в Индии и падению метеорита на полуострове Юкатан (Мексика). Какое из двух событий сыграло решающую роль, определить непросто из-за нехватки четких данных, отражающих резкие колебания температуры. Теперь, проанализировав древние углистые отложения на территории США, ученые выяснили, что примерно за 30 тысяч лет до вымирания нептичьих динозавров на Земле произошло кратковременное похолодание.

5 часов назад
Сколтех

Исследователи из Сколтеха вывели новые математические уравнения, описывающие поведение агрегирующих частиц в газообразных средах. Полученные формулы помогут моделировать многие природные и технологические процессы: от формирования капель дождя и снежинок до движения гранул и порошков по трубам и даже образования колец вокруг планет-гигантов. Новые уравнения замещают два набора старых, которые приходилось «механически» сочетать, что приводило к недопустимо высокой для ряда приложений погрешности.

20 декабря
Игорь Байдов

Один из самых знаменитых археологических памятников мира — Стоунхендж — начали возводить на территории современного графства Уилтшир в Англии еще в каменном веке. На протяжении полутора тысяч лет Стоунхендж достраивали и перестраивали, изменяя при этом его планировку. Авторы нового исследования еще раз проанализировали маршрут камней, из которых сложено мегалитическое сооружение, и рассказали, зачем его могли перестроить между 2620-2480 годами до нашей эры, когда в центре сооружения появился Алтарный камень.

Вчера, 15:35
Андрей

Американские специалисты изучили больше двух тысяч ископаемых раковин моллюсков неогенового периода и обнаружили среди них уникальные свидетельства неудачной охоты. Две раковины зияли отверстиями, которые хищные улитки просверлили изнутри, то есть их добыча была уже мертвой. Это первые подобные наблюдения, и причин у древних ошибок могло быть несколько: палеонтологи не исключают, что брюхоногие «напали» на пустые раковины с голоду.

18 декабря
Игорь Байдов

Команда американских астрономов изучила околоземный астероид 2024 PT5, который почти на два месяца стал временным спутником нашей планеты, и установила его природу. Похоже, он представляет собой отколовшуюся лунную породу. По мнению авторов новой научной работы, в космосе дрейфует скрытая популяция таких объектов, все они ожидают своего открытия.

28 ноября
Елизавета Александрова

Обсерватории постоянно улавливают «мигающие» радиосигналы из глубин Вселенной. Чаще всего их источниками оказываются нейтронные звезды, которые за это и назвали пульсарами. Но к недавно обнаруженному источнику GLEAM-X J0704-37 они, по мнению астрономов, отношения не имеют.

25 ноября
Полина Меньшова

Многие одинокие люди считают, что окружающие не разделяют их взглядов. Психологи из США решили проверить, так ли это на самом деле, и обнаружили общую особенность у людей с недостаточным количеством социальных связей.

3 декабря
Елизавета Александрова

Американская лунная программа «Артемида» предусматривает экспедиции длительностью от нескольких дней до долгих недель и даже месяцев, но луномобиля для передвижения экипажа по поверхности спутника Земли на сегодня нет. Поэтому космическое агентство США продумывает план действий на случай, если астронавты окажутся далеко от базы и кто-то из них внезапно не сможет идти самостоятельно.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
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