У доставленому «Аполлонами» місячному ґрунті виявили земну воду.

Воду в місячному ґрунті насправді виявили одразу після його доставки на Землю як американські астронавти, так і радянські апарати «Луна-16», «Луна-20» та «Луна-24». Тоді в це «не повірили»: вважали результатом земного забруднення. Багато років потому досить значні запаси води на Місяці підтвердили дані кількох різних супутникових приладів. Варто згадати про російський детектор «ЛЕНД» на борту зонда Lunar Reconnaissance Orbiter: він дозволив скласти цілу карту місячних крижаних запасів, і саме після цього космічні держави загорілися ідеєю побудувати постійні бази в місячному мерзлоті біля Південного полюса.

У вічній темряві на дні місячних полярних кратерів вода міститься у вигляді окремих крижаних частинок, але навіть на поверхні, в добре освітлених місцях, молекули води є, тільки вони там не «самі по собі», а «вбудовані» в кристалічну структуру мінералів у ґрунті. Це називається гідратацією порід. Доставлені на Землю місячні зразки виявилися гідратованими — нехай не так сильно, як земні, але все ж Місяць виявився не безводним.

Цікаво, що після отримання всього цього ґрунту (в загальному — сотні кілограмів) його навмисно не стали весь одразу використовувати для аналізу: більшу частину «законсервували» до кращих часів, тобто до появи більш досконалої дослідницької техніки. Тому його й досі продовжують діставати з запасників і беруть мізерними порціями, але навіть кількох грамів буває достатньо для здійснення важливих відкриттів.

Нещодавно планетологи з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго (США) та Единбурзького університету (Великобританія) використали дев’ять різних зразків, доставлених в рамках програми «Аполлон», а саме — під час місій «Аполлон-11», «Аполлон-12», «Аполлон-14» та «Аполлон-17». Таким чином, цей ґрунт зібрано в Морі Спокою, Океані Бурь, кратері Фра Мауро у Морі Познанного та долині Тельца-Літтроу на краю Моря Ясності відповідно.

Завданням дослідників було витягти воду з мінералів цього ґрунту та подивитися, що вона собою представляє. Витягали її шляхом нагрівання спочатку до плюс 50, потім до плюс 150 і, нарешті, до плюс 1000 градусів Цельсія. Виявилося, частина води звільнялася вже при невеликому нагріванні, але деякі молекули вдавалося «відірвати» тільки при плюс 1000 градусах. Це говорить про те, що одна частина місячної води слабо пов'язана з мінералами, а інша дуже міцно в них закріпилася.

Усі добуті таким чином місячні молекули води порівнювали з Н2О в земних породах та в різноманітних метеоритах найпоширенішого типу — хондритах, тобто каменях з численними «хондрами»: зернами, вкрапленнями. Як саме порівнювали: за тим, які в молекулах води атоми кисню. Є три стабільні ізотопи: кисень-16, кисень-17 і кисень-18. Нагадаємо, ці числа позначають різну кількість нейтронів у їхніх атомних ядрах. Майже весь кисень в земній воді — це кисень-16, а двох інших ізотопів у ній мізерно мало. У позаземних породах картина спостерігається дещо інша, причому в різному речовині різне співвідношення цих ізотопів.

Результатами свого порівняльного дослідження вчені поділилися в статті для журналу Proceedings of the National Academy of Sciences. Вони пишуть, що основна частина вивченої місячної води за кисневим «знаком» виявилася найбільше схожою на воду в енстатитових хондритах — метеоритах дуже рідкісних, але схожих на земну речовину. Кисень у них якраз приблизно такий, як на Землі. Є гіпотеза, що саме ці породи на початку історії Сонячної системи внесли величезний вклад у формування Землі та «принесли» їй значну частину води.

Тому, на думку вчених, відкриття схожості місячного ґрунту з цими метеоритами одночасно означає дві речі: що місячна вода — переважно вода земна і що Земля справді отримала її від енстатитових хондритів.

Планетологи додали, що знайшли в «аполлонівських» зразках і чимало кометної води, а от води ще однієї різновиди виявили не так багато, як очікували: йдеться про воду, яка утворюється під дією сонячної радіації. Як саме: від Сонця нескінченним потоком летять протони, і кожному з них потрібен лише один-єдиний електрон, щоб стати повноцінним атомом водню, і це благополучно відбувається на місячній поверхні. Далі цей водень зустрічається з атомами кисню, якого в місячному ґрунті дуже багато. Результат — H2O.

Досі багато дослідників вважали, що це і є головне джерело утворення місячної води. Проблема в тому, що тоді кисень у молекулах цієї води повинен бути точно таким же, як весь інший кисень у місячному ґрунті. Нинішнє дослідження показало, що в основному він інший.

Планетологи підкреслили, що не очікували побачити на Місяці так багато земної води: за широко поширеною версією, Земля отримала природний супутник з уламків свого катастрофічного зіткнення з планетою розміром з Марс. Передбачалося, що від такого удару вся вода з вибитого в космос матеріалу швидко випарувалася. Тепер виходить, що це не зовсім так.

Naked Science раніше писав про альтернативну теорію утворення Місяця — мультиімпактну. У її рамках основна частина місячного матеріалу — вибиті з Землі астероїдами уламки. Оскільки енергія ударів астероїдів несопівняно менша, ніж при зіткненні планет, такі уламки не розплавлялися і могли доставити на Місяць земну воду.