Forskere udspionerer nye beviser for vand i månens indre

En ny undersøgelse af satellitdata viser, at adskillige vulkanske aflejringer fordelt over Månens overflade indeholder usædvanligt store mængder indespærret vand sammenlignet med omgivende terræn. Fundet af vand i disse gamle aflejringer, som menes at bestå af glasperler dannet af det eksplosive udbrud af magma, der kommer fra månens dybe indre, styrker ideen om, at månekappen er overraskende vandrig.

Forskere havde i årevis antaget, at Månens indre stort set havde været udtømt for vand og andre flygtige forbindelser. Det begyndte at ændre sig i 2008, da et forskerhold inklusive Brown University geolog Alberto Saal opdagede spormængder af vand i nogle af de vulkanske glasperler, der blev bragt tilbage til Jorden fra Apollo 15 og 17 missionerne til Månen. I 2011, yderligere undersøgelse af små krystallinske formationer i disse perler viste, at de faktisk indeholder samme mængder vand som nogle basalter på Jorden. Det tyder på, at Månens kappe - dele af den, i det mindste - indeholde lige så meget vand som Jordens.

"Nøglespørgsmålet er, om disse Apollo-prøver repræsenterer bulkforholdene i månens indre eller i stedet repræsenterer usædvanlige eller måske unormale vandrige områder inden for en ellers 'tør' kappe, sagde Ralph Milliken, hovedforfatter af den nye forskning og en lektor i Browns Department of Earth, Miljø- og planetvidenskab. "Ved at se på orbitaldataene, vi kan undersøge de store pyroklastiske aflejringer på Månen, som aldrig blev udtaget af Apollo- eller Luna-missionerne. Det faktum, at næsten alle af dem udviser signaturer af vand, tyder på, at Apollo-prøverne ikke er unormale, så det kan være, at månens indre er vådt."

Forskningen, som Milliken var medforfatter af Shuai Li, en postdoc-forsker ved University of Hawaii og en nylig Brown Ph.D. bestå, er udgivet i Naturgeovidenskab .

Det er ingen nem opgave at opdage vandindholdet i månens vulkanske aflejringer ved hjælp af orbitale instrumenter. Forskere bruger orbitale spektrometre til at måle lyset, der preller af en planetoverflade. Ved at se på hvilke bølgelængder af lys der absorberes eller reflekteres af overfladen, forskere kan få en idé om, hvilke mineraler og andre forbindelser der er til stede.

Problemet er, at månens overflade opvarmes i løbet af en dag, især på de breddegrader, hvor disse pyroklastiske aflejringer er placeret. Det betyder, at ud over det lys, der reflekteres fra overfladen, spektrometeret ender også med at måle varme.

"Den termisk udsendte stråling sker ved de samme bølgelængder, som vi skal bruge til at lede efter vand, " sagde Milliken. "Så for at kunne sige med nogen som helst tillid, at der er vand til stede, vi skal først tage højde for og fjerne den termisk udsendte komponent."

At gøre det, Li og Milliken brugte laboratoriebaserede målinger af prøver returneret fra Apollo-missionerne, kombineret med en detaljeret temperaturprofil af interesseområderne på Månens overflade. Ved at bruge den nye termiske korrektion, forskerne så på data fra Moon Mineralogy Mapper, et billeddannende spektrometer, der fløj ombord på Indiens Chandrayaan-1 månekredsløb.

Forskerne fandt bevis for vand i næsten alle de store pyroklastiske aflejringer, der tidligere var blevet kortlagt på tværs af Månens overflade, herunder aflejringer nær Apollo 15 og 17 landingspladserne, hvor de vandførende glasperleprøver blev indsamlet.

"Fordelingen af ​​disse vandrige aflejringer er nøglen, " sagde Milliken. "De er spredt ud over overfladen, hvilket fortæller os, at vandet fundet i Apollo-prøverne ikke er en enkeltstående. Månens pyroklastik ser ud til at være universelt vandrige, hvilket antyder, at det samme kan være tilfældet med kappen."

Ideen om, at Månens indre er vandrig, rejser interessante spørgsmål om Månens dannelse. Forskere mener, at Månen er dannet af snavs efterladt, efter at et objekt på størrelse med Mars bragede ind i Jorden meget tidligt i solsystemets historie. En af grundene til, at videnskabsmænd havde antaget, at Månens indre skulle være tørt, er, at det virker usandsynligt, at noget af det brint, der er nødvendigt for at danne vand, kunne have overlevet varmen fra det stød.

"De voksende beviser for vand inde i Månen tyder på, at vandet på en eller anden måde overlevede, eller at det blev bragt ind kort efter nedslaget af asteroider eller kometer, før Månen var fuldstændig størknet, " sagde Li. "Den nøjagtige oprindelse af vand i månens indre er stadig et stort spørgsmål."

Ud over at kaste lys over vandhistorien i det tidlige solsystem, forskningen kan også have konsekvenser for fremtidig måneudforskning. De vulkanske perler indeholder ikke meget vand - omkring 0,05 vægtprocent, siger forskerne - men forekomsterne er store, og vandet kunne potentielt udvindes.

"Andre undersøgelser har antydet tilstedeværelsen af ​​vandis i skyggefulde områder ved månens poler, men de pyroklastiske aflejringer er på steder, der kan være lettere at få adgang til, " sagde Li. "Alt, der hjælper med at redde fremtidige måneforskere fra at skulle medbringe masser af vand hjemmefra, er et stort skridt fremad, og vores resultater foreslår et nyt alternativ."