В прошлом Луны нашли атмосферу

Вулканические процессы, происходившие на Луне 3-4 миллиарда лет назад, позволяли ей иметь собственную атмосферу. Согласно результатам исследования ученых из NASA, во время извержений на спутнике Земли выбрасывалось огромное количество газа, которое не успевало улетучиться в космос. Статья опубликована в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Поверхность Луны покрыта базальтовыми отложениями, которые свидетельствуют об активном вулканизме в прошлом. Заметные с Земли невооруженным глазом темные пятна, более известные как лунные моря, указывают на то, что после образования недра спутника были разогреты и расплавлены — это привело к интенсивным извержениям на поверхности. Анализ образцов базальтовых пород, собранных во время космической программы «Аполлон» показывает, что магма содержала также и газовые компоненты — монооксид углерода (угарный газ), серу, а также водород, который, вероятно, входил в состав воды.

В новой работе Дебра Нидхем (Debra H.Needham), исследователь из космического центра Маршалла NASA, и Дэвид Кринг (David Kring) из Института исследований Луны и планет, рассчитали количество газа, которое могло выделиться из потоков лавы на поверхности Луны. Сначала ученые вычислили примерный объем базальтовых морей, включая море Дождей (5,2 миллиона кубических километров), море Ясности (1,4 миллиона кубических километров), океан Бурь (571 тысячи кубических километров) и море Кризисов (459 тысяч кубических километров). Кроме того, исследователи изучили результаты анализа лунных пород, собранных во время миссий «Аполлон 15» и «Аполлон 17». Он показал, что потоки расплавленной лавы также содержали угарный газ (CO), водород (H₂), воду (H₂O) или OH и серу. Исходя из объема морей, а также количества обнаруженных веществ, ученые вычислили, сколько газа должно было поступать в атмосферу Луны.

Вычисления показали, что за время образования всех морей выделилось 0,2–2,0 × 10¹⁹ грамм угарного газа, 0,5–1,4 × 10¹⁹ грамм серы и 0,5–2,6 × 10¹⁷ грамм воды. Кроме того, в ходе других процессов, пирокластические потоки газов и пепла также приносили в атмосферу фтор и хлор, но в меньших количествах. Пик вулканической активности случился 3,5-3,8 миллиарда лет назад — примерно тогда образовалось Море Спокойствия и Море Дождей — и в это время плотность газа на поверхности Луны была достаточно плотна, чтобы создать временную оболочку. По оценкам ученых, атмосфера на спутнике Земли просуществовала 70 миллионов лет, прежде чем испариться в космос.

«Общее количество H₂O высвободившегося во время образования морей в два раза превышает объем озера Тахо. Несмотря на то, что значительную часть пара унесло в космос, его заметная доля могла осесть на лунных полюсах. Это значит, что часть летучих веществ, которые мы там находим, могла возникнуть внутри Луны», — комментирует Нидхем.

Новая работа показывает, что летучие вещества могли попасть в так называемые «холодные ловушки», постоянно затемненные области вокруг лунных полюсов. Они могут стать источником льда, который будет исследован во время будущих миссий и сможет обеспечить космонавтов водой и топливом.

«Холодные ловушки» встречаются и на других небесных телах Солнечной системы. В частности исследователи обнаружили их на Церере, а чуть позже показали, что «ловушки» могут хранить залежи водяного льда. Водяной лед также была обнаружен на Плутоне, Марсе и Энцеладе.

Кристина Уласович