826
Коли ми чуємо про воду на Місяці, уявляємо крижані поклади в темних полярних кратерах. Але аналізи місячних порід свідчать про дещо набагато менш очевидне: основна частина місячної води, ймовірно, захована не на поверхні, а хімічно «замкнена» глибоко всередині кам’яного тіла Місяця. Про це розповідає матеріал видання Universe Today.
Що відомо коротко
- Довгий час Місяць вважали майже повністю сухим, бо зразки «Аполлонів» виглядали дуже бідними на воду.
- Після 2009 року місія LCROSS виявила лід у постійно затінених полярних регіонах, що змінило уявлення про воду на Місяці.
- Сучасні лабораторні аналізи показали, що в породах є хімічно зв’язана вода у вигляді гідроксилу (OH), вбудованого в кристалічну решітку мінералів.
- Ключову роль відіграє мінерал апатит — єдина суттєво водовмісна фаза в місячних зразках, здатна «утримувати» воду в кристалах.
- Невдала місія орбітального апарата Lunar Trailblazer мала картувати воду на поверхні, але вчені сподіваються використати запасний прилад у майбутніх польотах.
Чому «сухий» Місяць виявився не таким уже й сухим
Після місій «Аполлон» сформувалося майже догматичне уявлення: Місяць — це суха, випалена пустеля. Зразки, привезені астронавтами, здавалися надзвичайно бідними на воду, і це добре вкладалося в сценарій його народження після гігантського удару по молодій Землі близько 4,5 мільярда років тому.
У такій катастрофі більшість летких речовин, зокрема й вода, мала б просто «випаруватися» в космос. Тож «сухий Місяць» довго вважався логічним наслідком цієї події. Але детальніші, сучасні аналізи тих самих порід показали: вода все ж є — просто вона захована не у вигляді крапель чи льоду, а як частина самої кристалічної будови мінералів.
Уявіть губку, яка в сухому вигляді виглядає майже кам’яною. На дотик вона тверда, і здається, що в ній немає жодної вологи. Але якщо подивитися на її структуру під мікроскопом, виявиться безліч порожнин, де може ховатися вода. З місячними породами сталося щось подібне: вони виглядали «сухими», доки вчені не «зазирнули» в них за допомогою надточних приладів.
Як мінерал апатит видав присутність води
Переломний момент настав, коли дослідники почали вивчати зразки Місяця за допомогою високоточних аналітичних інструментів із дуже низьким порогом виявлення. У 2010 році в науковій статті в журналі Earth, Moon and Planets було показано: у місячних породах є гідроксил (OH), структурно й мінерально зв’язаний у кристалах.
Особливу увагу привернув мінерал апатит. За словами Ніла Боулза (Neil Bowles) з Оксфордського університету, апатит має таку кристалічну решітку, яка добре «утримує» воду. Його зерна завширшки всього кілька сотень мікронів, але саме в них захована важлива підказка: Місяць мав воду ще під час свого формування — і частина цієї води досі «запаяна» в мінералах глибокого інтер’єру.
Це й стало головною несподіванкою. Перші аналізи «аполлонівських» зразків говорили про надзвичайну сухість, а тепер виявилося, що вода там є, просто в іншій формі. Не струмки й не озера, а хімічні «замки» всередині кристалів.
Що хотіли з’ясувати з Lunar Trailblazer і чому це не вдалося
Щоб розібратися, де саме на Місяці ховається вода — у ґрунті під поверхнею, в полярних тіньових кратерах чи ще глибше в надрах — NASA запустило орбітальний апарат Lunar Trailblazer. Його завданням було протягом двох років детально картувати форму, кількість і розподіл води по всій поверхні Місяця.
На борту було два наукові інструменти, один із них — Lunar Thermal Mapper (LTM), створений в Оксфордському університеті й профінансований Космічним агентством Великої Британії. Ніл Боулз був науковцем, відповідальним за цей прилад.
Однак місія зазнала невдачі: через людську помилку — неправильну конфігурацію апарата після відділення від ракети-носія — Lunar Trailblazer не зміг виконати свою програму. Попри це, історія не закінчилася. У лабораторії Оксфорда зберігається запасний екземпляр LTM, і команда Боулза сподівається, що його встановлять на майбутній місячний орбітальний апарат, зокрема на потенційну місію UCIS (Ultra-Compact Imaging Spectrometer for the Moon).
Навіщо нам знати, де й як Місяць зберігає воду
Питання про воду на Місяці — це не лише про майбутні бази та паливо з льоду. За словами Боулза, воно дає ключ до розуміння того, як узагалі сформувалася система Земля–Місяць і як Місяць впливав на нашу планету протягом мільярдів років.
Земля й Місяць утворюють дуже незвичну пару для Сонячної системи: наш супутник надто великий порівняно із планетою. Вода, яка опинилася в його надрах після гігантського удару, — це свого роду «архів» ранньої історії. Розуміючи, скільки води було спочатку й як вона розподілилася між Землею та Місяцем, ми краще збагнемо, як формуються придатні для життя світи.
Є й інший бік питання: полярний лід. Якщо ми навчимося акуратно видобувати воду з постійно затінених регіонів, то зможемо прочитати в ній «хроніку доставки» води в Сонячній системі: звідки вона прилітала, як розподілялася між планетами й куди врешті потрапляла. Це допоможе зрозуміти, як вода опинилася й на самій Землі.
Цікаві факти
Довгий час зразки «Аполлонів» вважалися настільки сухими, що Місяць називали майже ідеальним «антиводним» світом.
Місія LCROSS у 2009 році підтвердила наявність льоду в постійно затінених кратерах, буквально «врізавшись» у місячний полюс і аналізуючи викинутий матеріал.
Вода в апатиті не виглядає як краплі чи кристали льоду — це іони гідроксилу, вбудовані в кристалічну решітку мінералу.
FAQ
Це означає, що на Місяці є «підземні океани»?
Ні. Йдеться не про рідку воду, а про хімічно зв’язану — гідроксил (OH) у структурі мінералів, насамперед апатиту. Це радше «вода в камені», ніж окремі водойми чи льодові шари.
Чи можна буде використовувати цю зв’язану воду для колоній?
Теоретично з мінералів можна видобувати воду, нагріваючи породу й вивільняючи гідроксил. Але це енергозатратний процес, складніший, ніж плавлення полярного льоду. Поки що це радше науковий інтерес, ніж практичний ресурс.
Чому вчені не побачили цю воду в зразках одразу після «Аполлонів»?
Тодішні методи аналізу були менш чутливими й орієнтувалися на виявлення вільної води або великих концентрацій. Сучасні прилади з набагато нижчим порогом виявлення дозволили «розгледіти» воду, заховану в кристалічній решітці мінералів.
Чи є подібна зв’язана вода в надрах інших небесних тіл?
Таку можливість розглядають для інших кам’янистих тіл, наприклад, для Марса чи деяких астероїдів. Але для кожного об’єкта потрібні окремі вимірювання: умови формування й історія ударів могли сильно відрізнятися від місячних.
Виявляється, щоб знайти воду на Місяці, недостатньо шукати лід у темних кратерах — її значна частина може бути «зашифрована» в самій кристалічній будові каменю. Це змушує по-новому подивитися не лише на наш супутник, а й на те, як формуються й зберігають воду планети та їхні місяці в усьому Всесвіті.
Вчені з’ясували що вода Місяця схована глибоко в його породах з’явилася спочатку на Цікавості.
