En ny titt på månklipporna från Apollo-uppdragen, tillsammans med en månmeteorit, visar en mycket högre vattenhalt i Månens inre än tidigare trott. Med hjälp av sekundär jonmasspektrometri (SIMS) som kan upptäcka element i intervallet delar per miljon, fann forskare vid Carnegie Institutionens geofysiska laboratorium att lägsta vatteninnehåll varierade från 64 delar per miljard till 5 delar per miljon - minst två storleksordningar större än tidigare resultat. Vetenskapsteamet säger att deras forskning tyder på att vattnet bevarades från den heta magma som fanns när månen började bildas för cirka 4,5 miljarder år sedan. "Koncentrationerna är mycket låga och följaktligen har de varit tills nyligen nästan omöjligt att upptäcka," sade teammedlem Bradley Jolliff från Washington University i St. Louis. "Vi kan nu äntligen börja överväga konsekvenserna - och ursprunget - av vatten i månens inre."
Den rådande tron är att månen kom från en jätteffekthändelse, när ett föremål av stor storlek träffade jorden och det utkastade materialet sammanfördes i månen. I denna nya studie av månprov bestämde forskare att vatten troligen fanns mycket tidigt i formationshistoriken när den heta magmaen började svalna och kristallisera. Detta resultat innebär att vatten är infödda till månen.
SIMS-tekniken mäter hydroxyl genom att bombardera kornen till en typ av fosfor, vattenbärande mineral som kallas apatit med högenergipartiklar och räkna jonerna som matas ut. Baserat på SIMS-mätningarna placerar forskarnas författare den nedre gränsen för det totala månvattnet 100 gånger större än tidigare uppskattningar och spekulerar i att vatten kan vara ”allestädes närvarande” i månens inre.
Studien kan förändra aktuella teorier om månmagmatism (hur stollformig berg bildades från magma) och hur månen bildades och utvecklades.
Vatten dyker upp på alla slags oväntade platser på månen. I september 2009 upptäckte en trio av rymdskepp ett allestädes närvarande lager av en kombination av vatten (H2O) och hydroxyl (OH) som ligger i den övre millimeteren av månens yta. Det är faktiskt inte så mycket; endast cirka två matskedar vatten tros finnas i varje 1 000 pund (450 kg). Sedan i oktober 2009 upptäckte LCROSS-kollision och rymdskepp "hinkar" med vatten i det permanent skuggade området i Cabeus-krateret nära månens sydpol.
År 2008 hittades vatten inuti vulkaniska glaspärlor i Apollo Moon bergarter, som representerar stelnade magma från den tidiga månens inre. Denna upptäckt ledde till denna nya studie med SIMS. Forskarna kombinerade mätningarna med spektrometern med modeller som kännetecknar hur månmagma kristalliserade när månen kyldes. De släppte sedan ut mängden vatten i apatitens källmagma, vilket tillät dem att extrapolera resultatet för att uppskatta den totala mängden vatten som finns på månen.
”I över 40 år trodde vi att månen var torr,” sa huvudförfattaren till den nya studien, Francis McCubbin.
Forskningen publiceras i den tidiga utgåvan online av Proceedings of the National Academy of Sciences veckan den 14 juni.
