Учені довели наявність води в структурі місячних мінералів
Планета науки

Учені довели наявність води в структурі місячних мінералів

22.07.2010 11:54

Місячні мінерали

Учені довели наявність води в структурі місячних мінералів, що може означати її практично повсюдну поширеність на супутнику Землі, хоча, ймовірно, і в дуже невеликих кількостях, повідомляється в статті дослідників, опублікованій в журналі Nature. Це відкриття може означати не тільки можливість створення постійно діючої жилої станції на Місяці, але і перегляд деяких аспектів теорії походження природного супутника Землі.

Група геохіміків на чолі з Джеремі Бойсом з Каліфорнійського технологічного інституту довела наявність води у формі гідроксильних груп ОН-, вхідних в структуру фосфорсодержащих мінералів апатітов, які були привезені на Землю майже 40 років тому місією «Аполлон-14». Тоді учені, що проводили елементний аналіз, не змогли виявити значимої кількості води в місячному грунті, проте поява нових аналітичних методів через десятиліття зробила таке відкриття можливим.

«Гидроксил – це частинка, хімічно споріднена молекулі води. Якщо ви нагріватимете апатит, то гидроксил-іони «розкладуться» і з'являться у вільному стані у вигляді води», – прокоментував публікацію професор Джордж Россман, один з її співавторів. Його слова наводить прес-служба Каліфорнійського технологічного інституту.

Для виявлення летючих елементів у складі цих апатітов учені використовували метод так званої мас-спектрометрії вторинних іонів. Згідно цьому методу, твердий матеріал речовини, що вивчається, бомбардується іонізованими атомами якого-небудь елементу, які «вибивають» із структури твердого тіла складові його атоми у формі заряджених частинок - вторинних іонів. Ці іони згодом аналізуються за допомогою методу мас-спектрометрії. Такий підхід дозволяє досліджувати частинки твердих тіл практично мікроскопічного розміру.

Ідея перевірити ще раз вже вивчені зразки місячних мінералів на наявність в них гидроксилов і інших летючих мінералів виникла у авторів статті після усвідомлення того, що місячні кратери могли бути сформовані не в ході бомбардування астероїдами, а із-за вулканічної активності. В умовах Землі саме вода найчастіше визначає динаміку вулканічних вивержень.

Після аналізу, проведеного ученими, з'ясувалося, що місячні апатіти практично не відрізняються від апатітов, що зустрічаються на Землі і також містять в собі гидроксили і інші летючі компоненти – атоми хлора і сірки. Це може означати, що подібні мінерали сформувалися за участю якогось геологічного процесу в надрах Місяця за участю води і згодом були викинуті на поверхню в ході вулканічних вивержень.

У перерахунку на масу води, її частка у складі вивчених місячних мінералів складає 0,16%, проте учені не можуть поки зробити яких-небудь обгрунтованих припущень, як може бути її сумарна кількість під поверхнею місячного грунту. Річ у тому, що вивчений тип апатітов не є поширеним на поверхні Місяця.

Інший тип води, недавно виявлений ученими на Місяці, також є гідроксильними частинками, адсорбованими в порах місячного грунту. Вважається, що вони виникають безпосередньо на Місяці в ході взаємодії приношуваного сонячним вітром водню з адсорбованим на поверхні грунту молекулярним киснем. Кількість води в такій формі надзвичайно мало, щоб учені до теперішнього часу могли розглядати її як ресурс.

«Нове дослідження показує, що води на Місяці більше, ніж було прийнято вважати дотепер. Проте її, швидше за все, на порядок менше, чим на Землі», – сказав співавтор статті професор Джон Эйлер.

Якщо в майбутньому опиниться, що що водомістять апатіти і інші мінерали із структурною водою поширені повсюдно на Місяці, це зробить можливим створення на ній жилої станції. Виявлення водоносних мінералів на Місяці примусить учених переглянути деякі теорії формування штучного супутника Землі. Вважається, що Місяць утворився в результаті зіткнення Землі з невеликою планетою на ранній стадії розвитку Сонячної системи (трохи більше 4 мільярдів років тому), що має розміри сучасного Марса. Це зіткнення привело до викиду величезної кількості енергії, випаровування цієї планети і частини Землі і викиду великої кількості речовини в навколоземний космічний простір.

З часом ця речовина згрупувалася в небесне тіло, яке і стало супутником Землі. Згідно цієї теорії, Місяць повинен бути збіднений летючими елементами, і дотепер це підтверджувалося науковими даними. Так, в її грунті мало таких легких елементів, як калій і натрій. В той же час наявність ще більш летючої, ніж ці метали, води у формі гидроксилов примусить учених переглянути деякі аспекти цієї теорії.