El agua de la superficie lunar ha atraído mucha atención debido a su potencial para la utilización de recursos in situ por parte de futuras misiones de exploración lunar y otras misiones espaciales.
Ahora, un grupo de investigación dirigido por el Prof. HU Sen del Instituto de Geología y Geofísica (IGG) de la Academia de Ciencias de China (CAS) descubrió que las perlas de vidrio de impacto en los suelos lunares Chang'e-5 (CE5) contienen algo de agua. .
Estudios detallados muestran que estas perlas de vidrio son probablemente un nuevo depósito de agua en la Luna, registrando la entrada y salida dinámica del agua derivada del viento solar y actuando como un amortiguador para el ciclo del agua de la superficie lunar.
Muchas misiones lunares han confirmado la presencia de agua estructural o hielo de agua en la Luna. Hay pocas dudas de que la mayor parte de la superficie de la Luna alberga agua, aunque la cantidad es mucho menor que en la Tierra.
Aún esperan encontrar más agua en la Luna
El agua superficial en la Luna muestra ciclos diurnos y pérdidas en el espacio, lo que indica que debería haber una capa o reserva hidratada en profundidad en los suelos lunares para sostener la retención, liberación y reposición de agua en la superficie de la Luna. Sin embargo, estudios previos del inventario de agua de granos minerales finos en suelos lunares, aglutinados producidos por impactos, rocas volcánicas y perlas de vidrio piroclásticas no han podido explicar la retención, liberación y reposición de agua en la superficie de la Luna (es decir, el ciclo del agua superficial lunar).
Por lo tanto, debe haber un depósito de agua aún no identificado en los suelos lunares que tenga la capacidad de amortiguar el ciclo del agua de la superficie lunar.
Una capa hidratada no identificada
El estudiante de doctorado HE Huicun, bajo la dirección del Prof. HU Sen, propuso que las perlas de vidrio de impacto, un componente omnipresente en los suelos lunares con una naturaleza amorfa, eran un candidato potencial para la investigación de la capa hidratada no identificada o reservorio en los suelos lunares.
Ella caracterizó sistemáticamente la petrografía, la composición de elementos principales, la abundancia de agua y la composición de isótopos de hidrógeno de las perlas de vidrio de impacto devueltas por la misión CE5, con el objetivo de identificar y caracterizar el depósito de agua faltante en la superficie de la Luna.
Las perlas de vidrio de impacto CE5 tienen composiciones químicas homogéneas y superficies expuestas lisas. Se caracterizan por una abundancia de agua de hasta unos 2.000 μg.g -1 , con características de empobrecimiento extremo de deuterio. La correlación negativa entre la abundancia de agua y la composición de isótopos de hidrógeno refleja el hecho de que el agua en las perlas de vidrio de impacto CE5 proviene de los vientos solares.
Los investigadores también analizaron la abundancia de agua a lo largo de seis transectos en cinco perlas de vidrio, que mostraron los perfiles de hidratación del agua derivada del viento solar. Algunas perlas de vidrio se superpusieron por un evento de desgasificación posterior. Las perlas de vidrio de impacto actuaron como una esponja para amortiguar el ciclo del agua en la superficie lunar. Los investigadores estiman que la cantidad de agua aportada por las perlas de vidrio de impacto a los suelos lunares varía de 3,0 × 10 11 kg a 2,7 × 10 14 kg.
"Estos hallazgos indican que los cristales de impacto en la superficie de la Luna y otros cuerpos sin aire en el sistema solar son capaces de almacenar agua derivada del viento solar y liberarla al espacio", dijo el profesor HU.
El estudio fue una colaboración con la Universidad de Nanjing, la Universidad Abierta, el Museo de Historia Natural, la Universidad de Manchester y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.
Fuente: Academia China de Ciencias
Este trabajo fue publicado en Nature Geoscience el 27 de marzo.
Él, H., Ji, J., Zhang, Y. et al. A solar wind-derived water reservoir on the Moon hosted by impact glass beads (Un depósito de agua derivado del viento solar en la Luna albergado por perlas de vidrio de impacto). Nat. Geosci. (2023). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01159-6
Un depósito de agua derivado del viento solar en la Luna albergado por perlas de vidrio de impacto
Las últimas dos décadas de exploración lunar han visto la detección de cantidades sustanciales de agua en la superficie de la Luna. Se ha propuesto que existe una capa hidratada en las profundidades de los suelos lunares, que amortigua el ciclo del agua en la Luna a nivel mundial. Sin embargo, aún no se ha identificado un reservorio para esta capa hidratada. Aquí informamos la abundancia, la composición de isótopos de hidrógeno y las variaciones del agua desde el núcleo hasta el borde medidas en perlas de vidrio de impacto extraídas de los suelos lunares devueltos por la misión Chang'e-5. Las perlas de vidrio de impacto conservan las firmas de hidratación y muestran perfiles de abundancia de agua consistentes con la difusión hacia el interior del agua derivada del viento solar. El modelo de difusión estima escalas de tiempo de difusión de menos de 15 años a una temperatura de 360 K. Tales escalas de tiempo de difusión tan cortas sugieren un mecanismo eficiente de recarga de agua que podría sostener el ciclo del agua en la superficie lunar. Estimamos que la cantidad de agua alojada por las perlas de vidrio de impacto en los suelos lunares puede alcanzar hasta 2,7 × 1014 kilos Nuestras mediciones directas de este reservorio superficial de agua lunar muestran que las perlas de vidrio de impacto pueden almacenar cantidades sustanciales de agua derivada del viento solar en la Luna y sugieren que el vidrio de impacto puede ser reservorio de agua en otros cuerpos sin aire.
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