Луна, возможно, в течение миллиардов лет тайно поглощала воду Земли

На Луне есть молекулы воды и лед, но как они туда попали? Вероятно, часть воды образовалась в результате столкновений астероидов и комет, но новое исследование предполагает другой источник лунной воды - земную атмосферу.

Ионы водорода и кислорода, выходящие из верхних слоев атмосферы нашей планеты и затем соединяющиеся на Луне, могли создать до 3500 кубических километров (840 кубических миль) поверхностной вечной мерзлоты или подповерхностной жидкой воды, считают ученые.

По мнению ученых, ионы водорода и кислорода попадают на лунную поверхность, когда Луна проходит через хвост магнитосферы Земли (каплевидный пузырь вокруг Земли, на который влияет ее магнитное поле). Это происходит пять дней в каждом лунном месяце.

Из-за того, что солнечный ветер Солнца давит на этот пузырь, некоторые линии магнитного поля Земли оказываются разорванными: они привязаны к планете только одним концом.

Когда Луна вмешивается в хвост магнитосферы Земли, некоторые из этих разорванных связей восстанавливаются, что приводит к тому, что ионы водорода и кислорода, ранее покидавшие атмосферу Земли, внезапно устремляются обратно к ней.

"Это похоже на то, как будто Луна находится в душе - душ из ионов воды, возвращающихся на Землю, падает на поверхность Луны", - говорит геофизик Гюнтер Клетечка из Университета Аляски в Фэрбенксе.

На Луне нет магнитосферы, поэтому, когда ионы врезаются в лунную поверхность, образуется вечная мерзлота, предполагают исследователи. Часть этой мерзлоты в результате различных геологических процессов может быть загнана под поверхность и превращена в жидкую воду.

Исследователи предполагают, что происходило медленное накопление этих ионов в течение миллиардов лет после поздней тяжелой бомбардировки - периода, когда ранние Земля и Луна подвергались тяжелым ударам со стороны других небесных тел, мчащихся через космос.

Гравитационные данные с орбитального аппарата НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter были использованы для пристального изучения полярных областей Луны и нескольких крупных кратеров. Команда обнаружила аномалии, которые могут указывать на разломы горных пород, способные удерживать вечную мерзлоту.

"Удары кратеров, формирующие структурные расширения и разломы, позволяют создать подходящие сети порового пространства для размещения крупных подповерхностных резервуаров жидкой воды", - пишут исследователи в опубликованной работе.

"Расчеты методом обратной оценки показывают, что за последние 3,5 миллиарда лет в недрах Луны таким образом накопилось несколько тысяч кубических километров водной фазы".

Хотя, по мнению ученых, вода на Луне, скорее всего, поступает из нескольких источников - включая реакции водорода и кислорода, вызванные солнечными ветрами, - большая ее часть вполне могла быть получена таким способом.

Прогнозируемого количества воды было бы достаточно, чтобы заполнить озеро Гурон в Северной Америке. Покрытие, созданное кратерами и трещинами в скалах, обеспечит необходимую защиту, чтобы вода не испарялась обратно в космос.

НАСА стремится обеспечить долгосрочное присутствие человека на Луне, а для этого необходимо создать подходящую лунную станцию с близлежащим источником воды. Это последнее исследование может помочь экспертам решить, где разместить такую станцию.

"Поскольку команда NASA Artemis планирует построить базовый лагерь на южном полюсе Луны, ионы воды, зародившиеся много эонов назад на Земле, могут быть использованы в системе жизнеобеспечения астронавтов", - говорит Клетечка.