Доказано, что на Луне есть вода. Но её происхождение, количество и распределение остаются предметом многочисленных исследований. Согласно одной из гипотез, некоторая доля этой воды может иметь вулканическое происхождение.
С помощью компьютерной модели ученые из Калифорнийского университета в Боулдере (США) спроектировали динамику вулканических газов после извержения: как они обволакивали спутник, улетали в космос и оседали на поверхности. Статья опубликована в журнале The Planetary Science Journal.
По расчетам планетологов, в начале своего существования Луна была довольно жарким местом. В период с четырех до двух миллиардов лет назад на спутнике произошли десятки тысяч извержений. Лава текла реками, разливаясь на огромные территории. Темные пятна на поверхности Луны — их называют морями, озерами и болотами — та самая застывшая в низинах лава. Но ученых, которые ищут лунную воду, интересует другой продукт извержений — вулканические газы.
Несколько лет назад специалисты из Института Луны и планет в Хьюстоне по объему лунного базальта рассчитали, что выброшенные газы формировали облака из углекислого газа и водного пара — разреженную временную атмосферу. Анализ показал, что на пике вулканической активности эта атмосфера была в полтора раза плотнее нынешней атмосферы Марса.
Авторы нового исследования решили проверить, могли ли эти облака оседать инеем на поверхность. По оценке ученых, на протяжении того периода в среднем каждые 22 тысячи лет на Луне происходило извержение с формированием атмосферы. Компьютерная модель динамики этих вулканических выбросов показала, что значительная часть газа и пара улетала в космос, но около 41% воды оседало на поверхность спутника.
«Атмосфера истончалась на протяжении около 1000 лет — достаточно времени для формирования льда, — прокомментировал Эндрю Вилкоски (Andrew Wilcoski) из Лаборатории атмосферной и космической физики при Калифорнийском университете в Боулдере. — В нашем представлении [эти осадки] были похожи на иней, который накапливался веками».
Вероятно, льда было так много, что с Земли можно было разглядеть на Луне тонкую блестящую полоску на границе дня и ночи. А толстые шапки льда покрывали полюса спутника нашей планеты. По расчетам модели, за весь период извержений на Луну могло осесть около 8,2 квадриллиона литров воды.
«Вероятно, в пяти-десяти метрах под поверхностью находятся толстые пласты льда», — говорит соавтор исследования Пол Хейн (Paul Hayne), давно занимающийся исследованием воды на Луне.
Вулканическая активность — не единственный потенциальный источник воды на Луне. Значительную долю воды могли принести астероиды и кометы. Также вода могла образоваться под действием солнечного ветра. Изучение количества, распределения и состава лунного льда позволит подтвердить или опровергнуть эти гипотезы.