En ny studie avslöjar att vattnet i Apollo-månen vaggar - och i själva månen - troligen kommer från kometer som bombarderade den framväxande månytan, strax efter att det bildades efter en slaghändelse med en ung jord- och Mars-stor protoplanet. De senaste fynden av rikligt med vatten vid månpolerna av LCROSS-impaktorn och över månens yta av olika rymdskepp har vänt den långvariga uppfattningen om en torr måne på huvudet, och det senaste halvannet året har forskare försökt att bestäm var det här oväntade vattnet kom ifrån.
"Vattnet vi tittar på är internt," sade Larry Taylor från University of Tennessee, Knoxville, medlem i ett internationellt team. "Den sattes in i månen under dess ursprungliga bildning, där den fanns som en smältkanna i rymden, där kometära material tillsattes i små men ändå betydande mängder."
Med hjälp av sekundär jonmasspektrometri mätte forskarna vattensignaturerna i stenar som återvände från Apollo 11, 12, 14 och 17 uppdrag som landade på månen mellan 1969 och 1972. De fann att de kemiska egenskaperna för månvattnet liknade mycket signaturer sett i tre olika kometer: Hyakutake, Hale-Bopp och Halley.
Teamet hittade betydande vatten i månmineralapatiten från både sto och höglandsberg, vilket indikerar ”en roll för vatten under alla faser av Månens magmatiska historia”, skrev teamet i sitt papper. ”Variationer av väteisotopförhållanden i apatit tyder på att källor för vatten i månbergarter kan komma från månmanteln, solvindprotoner och kometer. Vi drar slutsatsen att en betydande leverans av vatten från mark till jord-månen inträffade strax efter den månbildande påverkan. ”
Även om kometpåverkan också kan ha skapat jordens hav, sade Taylor att vattensignaturerna från masspektrometern visar att vattnet på jorden och månen är annorlunda, eftersom apatit har ett förhållande mellan deuterium och väte som skiljer sig från de i normala Jordvatten.
"Värdena på deuterium / väte (D / H) som vi mäter i apatit i Apollo-klippproven skiljer sig tydligt från vatten från jorden, vilket mildrar mot att detta är någon form av förorening på jorden," sade James Greenwood från Wesleyan University, som ledde forskarteamet.
Ursprungligen efter Apollo-programmet tros månen vara extremt torr. Många av klipporna som returnerades av astronauterna och även sovjetiska Luna-programmet innehöll spårvatten eller mindre vattenhaltiga mineraler, men dessa signaturer tillskrivs jordföroreningar eftersom de flesta lådorna i Apollo-programmet som användes för att föra månbergarna till jorden läckte. Detta ledde till att forskarna antog att spårmängden vatten de hittade kom från jordluften som hade trängt in i behållarna. Antagandet kvarstod att det fanns inget vatten på månen utanför eventuell is vid månens poler.
Fyrtio år senare fann en trio av rymdskepp bevis på vatten över månens yta: Chandrayaan-1-rymdskeppets Moon Mineralogy Mapper (M Cubed) fann att infrarött ljus absorberades nära månpolerna på våglängder som överensstämde med hydroxyl- och vatten -bärande material. En spektrometer på den omintegrerade Deep Impact-sonden visade starka bevis för att vatten är allestädes närvarande över månens yta, och arkivdata från en Cassini Moon flyby överensstämde också med upptäckten att vatten verkar vara utbredd över månens yta.
"Denna upptäckt tvingar oss att gå tillbaka till fyrkant på hela bildningen av jorden och månen," sade Taylor. ”Innan vår forskning trodde vi att jorden och månen hade samma flyktiga egenskaper efter jättepåverkan, precis i mycket olika mängder. Vårt arbete belyser en annan komponent i bildningen som vi inte hade förutsetat - kometer. ”
Taylor tillade att förekomsten av väte och syre - vatten - på månen bokstavligen kan fungera som en lanseringsplatta för ytterligare rymdutforskning.
"Det här vattnet kan låta månen vara en bensinstation på himlen," sade Taylor. ”Rymdskepp använder upp till 85 procent av sitt bränsle för att komma bort från jordens allvar. Detta innebär att månen kan fungera som en springbrett mot andra planeter. Uppdragen kan driva upp vid månen, med flytande väte och flytande syre från vattnet, när de går in i djupare rymden, till andra platser som Mars. ”
Deras papper, "Extraterrestrial Hydrogen Isotop Composition of Water in Lunar Rocks" publicerades i tidskriften Nature Geoscience.
Källor: Nature Geoscience, EurekAlert
