Метеориты ежегодно выбивают из Луны 200 тонн воды

Регулярные метеоритные удары поднимают с поверхности Луны частицы воды, что может говорить о том, что на спутнике нашей планеты все еще имеются некоторые запасы драгоценного ресурса под поверхностью, говорится в новом исследовании, основанном на данных анализа нескольких последних космических исследовательских миссий с помощью автоматических межпланетных станций. Выводы этих исследований были опубликованы в понедельник в журнале Nature Geoscience.

После того как миссии «Аполлон» аэрокосмического агентства NASA привезли образцы лунного грунта на Землю, ученые не смогли найти в них доказательств наличия воды на спутнике. Однако в течение последних десятилетий данные собранные разными космическими аппаратами, включая миссии «Кассини» NASA, Deep Impact и Lunar Prospector, а также индийского «Чандраян-1» обнаружили следы воды на лунной поверхности. Кроме того, было установлено, что вода находится на всей поверхности спутника, а не только на его полюсах, как ранее предполагалось.

Тем не менее, у ученых по-прежнему имеются вопросы об источнике всей этой воды, а также о ее количественных запасах на Луне. Группа исследователей под руководством Мехди Бенны из космического центра NASA имени Годдарда решила ответить на эти вопросы, проанализировав информацию, собранную лунным орбитальным зондом LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer). Этот аппарат во время восьмимесячной миссии исследовал состав лунной экзосферы с помощью спектрометра NMS и сумел собрать данные о количестве ключевых летучих веществ, в том числе метана, гелия, неона, аргона и других. Кроме того, в ходе миссии зонд произвел 743 измерения количества молекул воды.

Медианное значение составило 22,8 молекул на кубический сантиметр, но ученые обнаружили 214 случаев резкого превышения концентрации воды над «фоном» — более чем в 10 раз. Причем эти всплески приходились в основном на период с середины ноября 2013 года по середину января 2014 года, на который приходится период максимальной активности 29 метеорных потоков, включая такие известные, Леониды, Геминиды и Квадрантиды.

«Основная масса геологических процессов, с которыми мы сталкиваемся при изучении планет и спутников протекают очень медленно. Мы никогда не видели, чтобы динамические изменения происходили настолько быстро, буквально в масштабах каких-то часов», — комментирует Мехди Бенна.

Исследователи выяснили, что и Луну, и Землю в этот промежуток времени бомбардирует поток метеороидов, в том числе достаточно крупных тел размером десятки метров. Бенна и его коллеги выяснили, что в большинстве случаев резкое повышение концентрации воды совпадало с максимумом активности метеорных потоков. Расчеты показывают, что основная часть воды поднимается в экзосферу Луны при ударах метеороидов массой от нескольких граммов до десятков килограммов, которые могли достаточно глубоко проникать в толщу лунного грунта. Проанализировав данные о размерах потоков, а также о тех объемах, которые были обнаружены в атмосфере спутника, ученые пришли к выводу, что на глубине ниже 8 сантиметров в лунном грунте концентрация воды по массе может составлять 220–520 долей на миллион.

По оценкам авторов исследования, из лунного грунта за год в межпланетное пространство из-за метеоритных ударов попадает около 200 тонн лунной воды. Если расчеты унесенной воды в космос верны, то, получается, что вода должна была находиться на спутнике еще около 4,5 миллиарда лет назад. Возможно она была занесена туда в результате бомбардировки метеоритами и астероидами, имевшими в своих недрах ее высокую концентрацию.

Что же касается образцов лунного грунта, собранных в рамках миссий «Аполлон», то отсутствие воды в этих образцах можно объяснить тем, что этого элемента непосредственно внутри собранных камней не было, поскольку они были собраны с поверхности, а не более глубинных слоев. Есть вероятность, что некоторая определенная доля частиц воды могла находиться поверх камней, однако манипуляции астронавтов с образцами в ходе их сбора, а также транспортировки на Землю, скорее всего, привели к тому, что она не смогла на них удержаться, предполагает Бенна.