Nowe informacje o wodzie we wnętrzu Księżyca

Źródło: Olga Prilipko Huber

Najnowsze analizy danych satelitarnych wskazują, że liczne depozyty wulkaniczne zalegające na powierzchni Księżyca zawierają zaskakująco duże ilości wody w porównaniu z otaczającymi je terenami. Odkrycie wody w tych dawnych depozytach, które skadają się ze szklanych ziaren powstałych w erupcjach magmy pochodzącej z głębokiego wnętrza Księżyca wspiera teorię mówiącą, że płaszcz naszego satelity jest zaskakująco bogaty w wodę.

Naukowcy od lat przypuszczali, że wnętrze Księżyca zostało w dużym stopniu pozbawione wody i innych związków lotnych. Trend ten jednak uległ zmianie w 2008 roku kiedy to zespół badaczy wykrył śladowe ilości wody w niektórych wulkanicznych ziarnach szklanych przywiezionych na Ziemię przez astronautów z misji Apollo 15 i Apollo 17. W 2011 roku dalsze badania form krystalicznych obecnych w tych ziarnach wskazało, że zawierają one podobne ilości wody co niektóre bazalty na Ziemi. To wskazuje, że płaszcz Księżyca, a przynajmniej jego część, zawiera tyle wody co płaszcz Ziemi.

„Kluczową kwestię stanowi tutaj pytanie czy próbki z misji Apollo reprezentują dużą część wnętrza Księżyca czy też nietypową, pozostającą tylko anomalią, niewielką część wnętrza otoczoną w większości suchym płaszczem”, mówi Ralph Miliken, główny autor nowego artykułu i profesor  na Uniwersytecie Browna. „Analizując dane zebrane z orbity, możemy zbadać rozległe depozyty piroklastyczne na księżycu, które nigdy nie były  badane przez misje Apollo czy Luna. Fakt, że niemal wszystkie z nich zawierają sygnatury wody wskazuje, że próbki z misji Apollo nie należą do anomalii, a zatem znacząca część wnętrza Księżyca może być wilgotna.

Wyniki badań zostały opisane przez Ralpha Milikena oraz Shuai Li z Uniwersytetu Hawajskiego w najnowszym wydaniu periodyku Nature Geoscience.

Wykrywanie zawartości wody w księżycowych depozytach wulkanicznych przy wykorzystaniu instrumentów orbitalnych nie należy do łatwych zadań. Naukowcy wykorzystują spektrometry do pomiaru ilości światła odbitego od powierzchni planety/księżyca. Przyglądając się długościom fali promieniowania pochłanianym i odbijanym przez powierzchnię badacze są w stanie ustalić obecność minerałów i poszczególnych związków chemicznych.

Problem jednak leży w tym, że powierzchnia Księżyca nagrzewa się w ciągu dnia, szczególnie na szerokościach, na których znajdują się depozyty piroklastyczne. Oznacza to, że oprócz promieniowania odbijanego od powierzchni, spektrometry także mierzą ciepło.

„Takie promieniowanie emitowane termicznie także występuje na tych samych długościach fali, które wykorzystujemy do poszukiwania wody,” mówi Miliken. „Dlatego też, aby z pewnością stwierdzić obecność wody, musimy najpierw oddzielić i usunąć komponent związany z emisją termiczną.”

Źródło: Miliken Lab/Brown University

Aby tego dokonać, Li oraz Miliken wykorzystali laboratoryjne pomiary próbek przywiezionych w ramach misji Apollo,  połączyli je ze szczegółowymi profilami temperatur na interesujących ich obszarach powierzchni Księżyca. Wykorzystując nową poprawkę termiczną badacze przeanalizowali dane z Moon Mineralogy Mapper – spektrometru zainstalowanego na orbiterze księżycowym Chandrayaan-1.

„Rozkład tych bogatych w wodę depozytów jest tu kluczowy,” mówi  Miliken. „Znajdują się one na rozległych obszarach co oznacza, że woda znaleziona w próbkach z misji Apollo nie jest czymś wyjątkowym. Księżycowe piroklasty wydają się być uniwersalnie bogate w wodę, co wskazuje, że to samo może dotyczyć płaszcza Księżyca.”

Idea wilgotnego wnętrza Księżyca prowadzi do ciekawych pytań o procesy formowania Księżyca. Naukowcy jak dotąd uważają, że Księżyc powstał z odłamków pozostałych po uderzeniu w Ziemię obiektu o rozmiarach Marsa, do którego doszło w początkach historii Układu Słonecznego. Jeden z powodów, dla których naukowcy uważali, że wnętrze Księżyca jest suche, jest fakt, że mało prawdopodobnym jest możliwość przetrwania wodoru – niezbędnego do powstania wody – w gorącym środowisku tak gigantycznego zderzenia.

Źródło: Brown University