Ученые опровергают гипотезу о запасах воды в недрах Луны

Недра Луны практически лишены воды в любой форме, а все водоносные лунные минералы, обнаруженные учеными прежде, скорее всего, образовались во время кометной бомбардировки или облучения частицами солнечного ветра, сообщается в статье в журнале Science.

В конце июля в журнале Nature была опубликована статья, авторы которой на основании анализа образцов лунного грунта, доставленного на Землю в ходе миссий "Аполлон", обосновали вероятность существования больших запасов воды в недрах Луны в форме минералов. Вода, по мнению этих исследователей, входит в состав кристаллической решетки минералов в форме гидроксилов - частиц OH.

Команда ученых во главе с Заком Шарпом (Zach Sharp) из Университета Нью-Мексико в Альбукерке, США, провела анализ изотопов элемента хлора в аналогичных образцах и выступила с опровержением гипотезы, высказанной в Nature.

Исследователи использовали знания о геохимии Земли, мантия которой содержит много воды. Эта вода вступает во взаимодействие с хлором, также содержащимся в мантии, что приводит к образованию хлороводорода - HCl. При этом часть содержащегося в мантии хлороводорода извергается наружу в ходе вулканической активности. Молекулы хлороводорода, содержащие легкий изотоп хлора 35Cl, испаряются быстрее и легче, чем молекулы, содержащие тяжелый изотоп 37Cl. Однако тяжелый изотоп образует более прочную связь с водородом.

В результате действия этих двух противоположно направленных сил соотношение изотопов хлора во всех магматических минералах на Земле остается примерно одинаковым - колебания составляют не более 0,1%.

Команда Шарпа предположила, что если бы на Луне при ее формировании действительно было много воды, как об этом говорилось в статье в Nature, то соотношение изотопов в разных типах ее минералов также должно быть примерно одинаковым. На деле же, как выяснили ученые, колебания соотношения изотопов хлора в образцах лунного грунта в 25 раз превышают колебания, отмечаемые в земных минералах.

При этом большинство изученных учеными минералов было обогащено менее летучим изотопом хлора - 37Cl.

"Единственное объяснение этому, которое приходит нам на ум - это полное отсутствие воды в магмах Луны на момент ее формирования", - сказал Шарп, слова которого приводит интернет-издание Chemistry World.

В отсутствии воды в магмах не происходит преимущественного образования летучего хлороводорода с тяжелыми атомами хлора, вместо этого образуются летучие соли металлов. Прочность связи металл-хлор в этих соединениях почти такая же, как и в магматических породах, поэтому дополнительной силы, движущей испарением хлора, в обезвоженной лунной магме просто не было. В результате преимущественно испаряются соединения с легкими изотопами хлора, а лунные породы обогащаются тяжелыми изотопами хлора.
Ученые считают, что вода, обнаруженная на Луне различными методами в прошлом, появилась уже после формирования естественного спутника Земли около 4,2 миллиарда лет назад. Она могла возникнуть на поверхности Луны в результате облучения частицами солнечного ветра содержащими водород, или, возможно, ее туда занесло во время кометной и астероидной бомбардировки.

В любом случае, по мнению ученых, ее количества крайне малы и непригодны для освоения в ходе возможных дальнейших миссий человека на Луну.