Долгое время считалось, что Луна является практически полностью сухим небесным телом. Однако за последние два десятилетия многочисленные исследования изменили это представление. Космические аппараты обнаружили водяной лёд в затенённых полярных кратерах, следы воды в вулканических породах и молекулы гидроксила на поверхности спутника. Теперь новое исследование предлагает ещё более интересную картину: значительная часть всей лунной воды, вероятно, находится вовсе не на поверхности, а глубоко внутри Луны, где она химически связана с минералами.
Такой вывод способен изменить представления не только об эволюции Луны, но и о процессах формирования Земли и других каменистых планет.
Почему вопрос о воде на Луне настолько важен
Вода играет особую роль в планетологии.
Она влияет на:
- процессы формирования небесных тел;
- вулканическую активность;
- состав минералов;
- внутреннее строение планет;
- возможность длительного существования будущих исследовательских баз.
Поэтому определение количества и распределения воды внутри Луны остаётся одной из важнейших задач современной науки.
Когда Луну считали абсолютно сухой
После первых экспедиций программы «Аполлон» большинство исследователей пришло к выводу, что Луна практически лишена воды.
Образцы грунта выглядели чрезвычайно сухими, а условия на поверхности — крайне неблагоприятными для её существования.
На протяжении многих лет это мнение считалось общепринятым.
Однако более совершенные методы анализа постепенно показали, что ситуация значительно сложнее.
Первые признаки скрытой воды
Настоящий перелом произошёл благодаря развитию современных аналитических технологий.
Исследование лунных пород показало, что некоторые минералы содержат следы воды, сохранившейся ещё со времени образования Луны.
Позже орбитальные аппараты обнаружили лёд в постоянно затенённых кратерах возле полюсов.
Стало ясно, что полностью сухой Луна никогда не была.
Вода бывает разной
Когда говорят о воде на Луне, далеко не всегда имеется в виду привычный лёд.
Исследователи различают несколько её форм:
- лёд в полярных кратерах;
- молекулы воды;
- гидроксильные группы;
- воду, встроенную в структуру минералов.
Именно последняя разновидность вызывает сейчас особый интерес.
Что означает «химически связанная вода»
Некоторые минералы способны удерживать атомы водорода и кислорода внутри своей кристаллической структуры.
Такая вода не образует жидкость и не существует в виде льда.
Она становится частью самого минерала.
Извлечь её значительно сложнее, поскольку для этого требуется изменение физических условий или специальные технологические процессы.
Где она может находиться
Авторы исследования считают, что значительная часть воды сосредоточена в глубинных слоях Луны.
Речь идёт не о нескольких километрах под поверхностью, а о внутренних областях спутника, где сохраняются древние минералы, практически не изменившиеся со времени формирования Луны.
Именно там вода могла оставаться связанной на протяжении миллиардов лет.
Почему вода не поднялась на поверхность
После образования Луны её недра постепенно охлаждались.
По мере кристаллизации магмы часть воды оказывалась заключённой внутри формирующихся минералов.
В дальнейшем эти вещества оставались стабильными и не позволяли воде свободно перемещаться к поверхности.
В результате значительная её часть могла так и остаться глубоко внутри спутника.
Новая модель объясняет старые загадки
Учёные давно пытались понять, почему различные исследования дают неодинаковые оценки общего количества воды на Луне.
Одни образцы демонстрировали крайне низкое содержание влаги.
Другие, напротив, свидетельствовали о значительно более богатых запасах.
Новая модель позволяет объединить эти результаты.
Если основная масса воды действительно скрыта в глубинных минералах, различия между отдельными образцами становятся вполне объяснимыми.
Что это говорит о происхождении Луны
Большинство современных моделей связывает образование Луны с гигантским столкновением молодой Земли с крупным космическим телом.
Подобное событие сопровождалось колоссальными температурами.
Долгое время считалось, что такие условия должны были привести к почти полной потере воды.
Однако если часть её всё же сохранилась внутри минералов, это означает, что процесс формирования Луны оказался сложнее, чем предполагалось ранее.
Некоторые летучие вещества могли пережить образование спутника значительно лучше, чем считалось.
Влияние на будущие исследования
Новые выводы особенно важны для подготовки следующих экспедиций.
Большинство современных проектов сосредоточено на поиске поверхностного льда в полярных районах.
Однако понимание внутреннего распределения воды помогает лучше выбирать районы для геологических исследований и бурения.
Кроме того, такие данные позволяют точнее моделировать внутреннее строение Луны.
Можно ли использовать эту воду
Теоретически химически связанная вода представляет потенциальный ресурс.
Однако её добыча значительно сложнее по сравнению с извлечением льда.
Необходимо разрушать или нагревать минералы, чтобы освободить содержащийся в них водород и кислород.
Поэтому в ближайшем будущем главным источником воды для лунных экспедиций, скорее всего, останутся полярные ледяные отложения.
Тем не менее понимание общего водного баланса Луны остаётся чрезвычайно важным для долгосрочного освоения спутника.
Почему минералы сохраняют информацию миллиарды лет
Глубинные породы Луны практически не подвергались воздействию атмосферы, воды или активной тектоники, поскольку этих процессов на спутнике почти нет.
Благодаря этому химический состав древних минералов способен сохраняться на протяжении миллиардов лет.
Именно поэтому они становятся своеобразной летописью ранней истории Луны и условий её формирования.
Новые вопросы для науки
Исследование не означает, что все запасы лунной воды уже найдены.
Напротив, оно открывает целый ряд новых направлений.
Учёным ещё предстоит выяснить:
- сколько воды действительно находится в глубинных слоях;
- какие минералы содержат её больше всего;
- насколько равномерно она распределена;
- каким образом она сохранилась после образования Луны;
- можно ли использовать её в будущем.
Ответы на эти вопросы потребуют новых автоматических и пилотируемых миссий.
Луна оказывается значительно сложнее, чем считалось раньше
Современные исследования постепенно меняют представление о нашем естественном спутнике. Из безжизненного и почти полностью сухого мира Луна превращается в сложное небесное тело с богатой геологической историей, где вода может существовать в самых разных формах.
Если выводы нового исследования подтвердятся, окажется, что значительная часть лунной воды вовсе не сосредоточена в полярных кратерах, а скрыта глубоко внутри спутника, оставаясь химически связанной с древними минералами. Это открытие позволит по-новому взглянуть на происхождение Луны, процессы формирования планет земной группы и эволюцию ранней Солнечной системы, а также поможет лучше подготовиться к будущему освоению ближайшего космического соседа Земли.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
Нужно чтобы на Луну полетел снова человек с современным оборудование и на практике проверил кучу гипотез. Пока это лишь слова.