Nova analiza mapa bližih i daljih strana Meseca pokazuje da postoji više izvora vode i hidroksila u osunčanim stenama i zemljištima, uključujući stene bogate vodom iskopane udarima meteora na svim geografskim širinama.
„Budući astronauti će možda moći da pronađu vodu čak i blizu ekvatora iskorišćavanjem ovih oblasti bogatih vodom. Ranije se smatralo da su samo polarni region, a posebno duboko zasjenjeni krateri na polovima, tamo gdje se voda može naći obilje“, rekao je Rodžer Klark, viši naučnik na Institutu za planetarne nauke. „Znanje gde se nalazi voda ne samo da pomaže da se razume lunarna geološka istorija, već i gde astronauti mogu pronaći vodu u budućnosti.“
Klark je vodeći autor članka „Globalna distribucija vode i hidroksila na Mesecu kako ga vidi Moon Mineralogi Mapper (M3)“ koji je objavljen u časopisu Planetary Science Journal.
Klark i njegov istraživački tim, koji uključuje PSI naučnike Nila C. Pirsona, Tomasa B. Mekorda, Debora L. Dominge, Amandu R. Hendriks i Džordžijanu Kramer, proučavali su podatke sa spektrometra za slikanje na Mesecu Mineralogi Mapper (M3) na Chandraiaan-1 svemirski brod, koji je kružio oko Meseca od 2008. do 2009. godine, mapirajući vodu i hidroksil na bližoj i udaljenoj strani Meseca detaljnije nego ikada ranije.
Lociranje vode u osunčanim delovima Meseca koristi infracrvenu spektroskopiju za traženje otisaka vode i hidroksila (funkcionalna hemijska grupa sa jednim atomom vodonika i jednim atomom kiseonika) u spektru reflektovane sunčeve svetlosti u infracrvenom spektru. Dok digitalna kamera snima tri boje u vidljivom delu spektra, instrument M3 je zabeležio 85 boja iz vidljivog spektra i u infracrveni.
Baš kao što vidimo različite boje iz različitih materijala, infracrveni spektrometar može videti mnoge (infracrvene) boje kako bi bolje odredio sastav, uključujući vodu (H 2 O) i hidroksil (OH). Voda se može direktno sakupljati zagrevanjem stena i zemljišta. Voda se takođe može formirati hemijskim reakcijama oslobađanja hidroksila i kombinovanjem četiri hidroksila da bi se stvorio kiseonik i voda (4(OH) -> 2H 2 O + O 2 ).
Proučavajući lokaciju i geološki kontekst, Klark i njegov tim su uspeli da pokažu da je voda na površini Meseca metastabilna, što znači da se H 2 O polako uništava tokom miliona godina, ali da ostaje hidroksil, OH. Događaj stvaranja kratera koji izlaže stene bogate vodom ispod površine sunčevom vetru degradiraće se s vremenom, uništavajući H 2 O i stvarajući difuznu auru hidroksila, OH, ali uništavanje je sporo i treba hiljade do milion godina.
Na drugim mestima na površini Meseca, pojavljuje se patina hidroksila, verovatno stvorena od protona solarnog vetra koji utiču na površinu Meseca, uništavajući silikatne minerale gde se protoni kombinuju sa kiseonikom u silikatima da bi stvorili hidroksil, u procesu koji se zove svemirsko vreme.
„Stavljajući sve dokaze zajedno, vidimo površinu Meseca sa složenom geologijom sa značajnom količinom vode u podzemlju i površinskim slojem hidroksila. I krateriranje i vulkanska aktivnost mogu dovesti materijale bogate vodom na površinu, a oboje se primećuju u lunarni podaci“, rekao je Klark.
Mesec se sastoji prvenstveno od dve vrste stena: tamne kobile koja je bazaltna (lava kao ona koja se vidi na Havajima) i anortozitnih stena, koje su svetlije (mesečeve visoravni). Anortoziti sadrže mnogo vode, bazalti vrlo malo. Dve vrste stena takođe sadrže hidroksil vezan za različite minerale.
Ova studija baca novo svetlo na ranije poznate misterije. Kada sunce sija na površini Meseca u različito doba dana, jačina apsorpcije vode i hidroksila se menja. To je dovelo do proračuna da se mnogo vode i hidroksila mora kretati oko Meseca tokom dnevnog ciklusa.
Međutim, ova nova studija je pokazala da veoma stabilna mineralna apsorpcija vode i hidroksila pokazuje isti dnevni efekat, ali na minerale, poput piroksena, uobičajenog magmatskog silikatnog minerala u lunarnom zemljištu, oni ne isparavaju na lunarnim temperaturama. Razlog za ovaj efekat je umesto toga zbog tankog sloja obogaćenog sastava i/ili veličine čestica zemljišta koja se razlikuje od one dublje u zemljištu.
Kada je sunce nisko na lunarnom nebu, svetlost prolazi kroz veći deo gornjeg sloja, jačajući infracrvenu apsorpciju, u poređenju sa kada je sunce visoko na nebu. Možda se i dalje kreće voda, ali da bi se kvantifikovala količina, nove studije će morati da kvantifikuju i efekte slojevitosti. Tragovi lunarnog rovera su tamniji na slikama sa rovera iz Apolo ere, još jedan pokazatelj da je površinski sloj tanak i drugačiji.
U vezi sa tankim površinskim slojem su izrazi zagonetnih obeležja na Mesecu zvani lunarni vrtlozi, difuzni obrasci u vidljivoj svetlosti u nekoliko oblasti na Mesecu. Smatra se da magnetna polja igraju ulogu u formiranju vrtloga preusmeravajući solarni vetar, što bi takođe smanjilo proizvodnju hidroksila.
Prethodna studija koju je vodila viši naučnik PSI Georgiana Kramer i čiji je koautor R. Klark pokazala je da lunarni vrtlozi imaju manjak hidroksila. Nova studija to potvrđuje, ali takođe pokazuje veću složenost u tome što vrtlozi takođe imaju nizak sadržaj vode, ali su ponekad veći u sadržaju piroksena.
Ova nova studija sa globalnim hidroksilnim mapama takođe pokazuje nikada ranije viđene oblasti koje su slične poznatim vrtlozima, ali nemaju difuzne obrasce koji se vide u vidljivoj svetlosti, tako da se mogu videti samo u apsorpciji hidroksila. Ove nove karakteristike mogu biti stari erodirani vrtlozi i uključuju nove tipove, uključujući lukove i linearne karakteristike.
Mapirajući Mesec na nove načine kao što je ovaj, možemo videti da mesečeva površina pokazuje da je složenija nego što smo zamišljali.
