Skąd wzięła się woda na Księżycu? Naukowcy mają wyjaśnienie zagadki

O tym, że woda na Księżycu jest, wiemy już od dłuższego czasu, a naukowcy NASA w 2020 roku informowali, że za sprawą Stratosferycznego Obserwatorium Astronomii Podczerwonej (SOFIA) zebrali przekonujące dowody na jej obecność nie tylko w stale zacienionych kraterach na biegunie, ale i w regionach, gdzie dociera światło słoneczne. Co więcej, chociaż Księżyc wygląda jak duża sucha kula pyłu, to ostatnie badania wykazały, że jest tam o wiele więcej wody, niż kiedykolwiek przypuszczaliśmy, tyle że nie w postaci jezior, rzek czy mórz, ale ukrywającej się w regolicie czy w formie lodu.

Naturalnie nasuwa się więc pytanie, skąd się tam wzięła? Szczególnie że to informacje bardzo ważne w kontekście przyszłych załogowych misji eksploracyjnych, dlatego naukowcy nie ustają w wysiłkach, by dowiedzieć się jak najwięcej. Najszerzej akceptowana teoria sugeruje, że przez miliardy lat była dostarczana przez komety i asteroidy, część mogła pojawić się już podczas formowania Księżyca na skutek kolizji między młodą Ziemią oraz planetą nazywaną Theą, część według badań z ubiegłego roku pochodzi z naszej planety, a część powstała w wyniku bombardowania powierzchni satelity jonami wodoru przenoszonymi przez wiatr słoneczny.  

Już próbki regolitu pobrane w ramach misji Apollo wskazywały na duże prawdopodobieństwo, że ten ostatni jest odpowiedzialny za przynajmniej niektóre składniki wody na Księżycu, a nowe badanie zespołu Chińskiej Akademii Nauk przynosi potwierdzenie - Chińczycy już w styczniu 2022 roku twierdzili, że w ramach misji Chang’e 5 znaleźli wodę na naszym satelicie, a teraz dzielą się wynikami badań, które wskazują na Słońce jako jedno ze źródeł.

Przebadali 17 kryształów - 7 oliwinów, 1 piroksen, 4 plagioklazy i 5 szkieł. Wszystkie, w przeciwieństwie do próbek zebranych na niskich szerokościach geograficznych przez Apollo i Łunę, pochodzą z obszaru Księżyca na średnich szerokościach geograficznych i pobrane zostały z najmłodszego znanego księżycowego bazaltu wulkanicznego.

Za pomocą spektroskopii Ramana i spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii zbadali skład chemiczny obrzeży tych kryształów, tj. zewnętrznej 100-nanometrowej powłoki, która jest najbardziej narażona na pogodę kosmiczną, a zatem najbardziej zmieniona w porównaniu do wnętrza. Większość wykazywała bardzo wysokie stężenie wodoru od 1116 do 2516 części na milion i bardzo niski stosunek deuteru. Te proporcje są zgodne z tymi występującym w wietrze słonecznym, co sugeruje, że ten uderzając w Księżyc, osadza wodór na jego powierzchni.

Aby ustalić, czy wodór może zostać zachowany w minerałach księżycowych, naukowcy przeprowadzili następnie eksperymenty ogrzewania niektórych próbek, podczas których odkryli, że po zakopaniu minerały rzeczywiście mogą zatrzymywać wodór. Na koniec przeprowadzili jeszcze symulacje zachowania wodoru w glebie księżycowej w różnych temperaturach, co ujawniło, że temperatura odgrywa znaczącą rolę w implantacji, migracji i odgazowywaniu wodoru na Księżycu. Oznacza to, że znaczna ilość wody pochodzącej z wiatru słonecznego może być zatrzymywana na średnich i wysokich szerokościach geograficznych, gdzie temperatury są niższe.