Планетологи составили новую глобальную карту содержания водорода в грунте Луны

Планетологи представили новую глобальную карту содержания водорода в поверхностном слое Луны, составленную по данным орбитального зонда Lunar Prospector. Среднее содержание водорода в лунном грунте составляет 47 частей на миллион, что говорит о том, что его поставляет, в основном, солнечный ветер. Заодно ученые смогли оценить содержание воды в исходном магматическом океане Луны, которое составило более 7–16 частей на миллион. Статья опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

На Луне имеется ряд областей, богатых водородом и летучими веществами, что представляет интерес как с точки зрения изучения геологической эволюции Луны, так и планирования будущих долговременных пилотируемых экспедиций к ней. Залежи льда есть в постоянно затененных областях на лунных полюсах, а также в некоторых регионах в высоких широтах, таких как пирокластические отложения и кратеры.

Группа планетологов во главе с Дэвидом Лоуренсом (David J. Lawrence) из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса представила набор новых глобальных карт распределения водорода в поверхностном слое Луны глубиной несколько десятков сантиметров. Они были составлены путем повторного анализа данных, собранных нейтронным детектором орбитального зонда Lunar Prospector, который регистрировал надтепловые нейтроны, рождающиеся в ходе бомбардировки Луны космическими лучами. При этом энергетический спектр нейтронов зависит от состава грунта, в частности от содержания водорода, который входит в молекулы воды.

В работе ученые использовали обновленные поправки на содержание водорода, связанные с наличием редкоземельных элементов в грунте, а также новую процедуру калибровки данных, составленную с использованием данных по содержанию водорода в лунных образцах, доставленных на Землю астронавтами «Аполлонов».

Среднее содержание водорода в лунном грунте составляет 47 частей на миллион с погрешностью около 10 частей на миллион. Это согласуется с идеей о том, что водород имплантируется в реголит из солнечного ветра. Увеличенное содержание водорода (50–68 частей на миллион) было обнаружено в крупнейшем пирокластическом месторождении Луны — плато Аристарх — что подтверждает теории о том, что водород и/или вода играли важную роль в магматических процессах на Луне. Наблюдается избыток водорода И для пород типа KREEP, что дает содержание молекул воды в породах типа urKREEP (первичные породы типа KREEP, представляющие собой остатки магматического океана Луны) в 320–820 частей на миллион. Таким образом, вода сыграла значительную роль в ходе первичной эволюции и Луны и затвердевании магматического океана, а оценка нижнего предела содержания воды в исходном магматическом океане Луне составляет более 7–16 частей на миллион.

О том, как на полюсах естественного спутника Земли обнаружили лед, можно узнать из материала «За водой на Луну».

Александр Войтюк