Ученые нашли веские доказательства того, что Луна может содержать огромное количество воды в своей структуре. Этот факт может быть очень полезен для будущих исследований лунной поверхности.
Научное исследование было проведено учеными из Университета Брауна в Род-Айленде и опубликовано в издании Nature Geoscience. Ученые изучали процесс поимки воды в ловушку в вулканическое стекло через лунную поверхность. Остатки лунного вулканизма насчитывают миллиарды лет.
«Историческая точка зрения заключалась в том, что Луна была абсолютно сухой планетой, — сказал ведущий автор исследования Ральф Милликен. — Но мы и сейчас продолжаем признавать, что это не так, и на самом деле планета может быть гораздо более похожей на Землю с точки зрения наличия воды и других летучих газов».
Предыдущие научные работы
В предыдущих исследованиях использовались образцы, полученные в ходе космических полетов кораблей Apollo 15 и 17, в 1971 и 1972 годах, целью которых стало исследование воды на Луне.
В 2008 году ученые обнаружили следовые количества воды в некоторых из бусин, состоящих из вулканического стекла. Предполагалось, что Луна может быть влажной.
Даже небольших объемов воды на Луне было бы достаточно для создания значительных залежей вулканического стекла. Когда лава формируется с невероятной быстротой, ее молекулярная структура не успевает перестроить себя в «нормальное» каменистое тело и вместо этого преобразуется в стекло. Небольшие капли лавы, выброшенные в воздух, как правило, превращаются в стекловидное тело, но внезапное охлаждение в воде обладает тем же эффектом.
Хотя в предыдущих исследованиях основное внимание уделялось образцам, привезенным Apollo, в этом последнем научном изыскании вместо этого материала использовались спутниковые данные, полученные на лунном орбитальном аппарате Индии Chandarayaan-1. Изучая свет, отраженный от поверхности Луны, исследователи смогли выяснить, какого рода минералы на ней присутствуют.
Структура воды на Луне
Почти во всех крупных пирокластических отложениях на поверхности Луны, которая является скалистой планетой, составленной из вулканического извержения, исследователи обнаружили доказательства наличия воды в виде бусинок из вулканического стекла. Это предполагает, что части мантии Луны могут содержать столько же воды, сколько есть на Земле.
«Вода, которую мы обнаруживаем, может быть либо как ОН (гидроксид минерала), либо Н 2 О, но мы подозреваем, что это прежде всего ОН», — констатировал ученый Милликен.
Важность открытия
Неясно, была ли эта вода принесена на Луну кометами или астероидами, или, возможно, уже присутствовала в ее структуре. Интерес вызывает то, что она может быть значительно легче получена, чем замороженная во льду на полюсах. Вода может быть извлечена из гранул путем их нагревания до высоких температур.
«Все, что помогает облегчить работу будущих лунных исследователей от необходимости использовать много воды из дома, — это большой шаг вперед, и наши выводы открывают перед человечеством новую альтернативу», — говорится в заявлении соавтора исследования Шуай Ли.
До сих пор считалось, что Луна - абсолютно “сухое” тело как на поверхности, так и внутри и была такой с самого момента возникновения (почти 4 млрд лет назад Земля столкнулась с космическим телом размером с Марс, вследствие чего на свет божий и появилась Луна).
Если вода и существовала на самых ранних этапах жизни Луны, то давно испарилась под воздействием гигантских температур, возникших при столкновении, считали ученые. Однако последнее открытие американских ученых заставляет усомниться в этой красивой теории.
Летом 2008 г. группа исследователей под руководством Эрика Хаури из Института Карнеги (США) обнаружила воду - точнее, ее следы - в образцах лунного вулканического материала, доставленного на Землю более 30 лет назад в рамках программы Apollo.
Образцы, возраст которых около 3 млрд лет, представляют собой маленькие шарики вулканического стекла. Обнаружить в них следы воды - малейшие ее количества - удалось благодаря методу вторичной ионной масс-спектрометрии (SIMS), разработанному доктором Хаури. По сравнению с прежними способами чувствительность с SIMS возросла в 10 раз, что позволяет определять слабые следы нужного вещества, даже если его содержание составляет менее 5 частей на миллион.
Как показали исследования, в вулканическом лунном стекле содержится неожиданно много воды - в среднем 46 частей на миллион. Построение математической модели остывания образцов (после попадания их на поверхность) показало, что содержание воды в горячей магме до извержения составляло 750 частей на миллион (для сравнения: в земной мантии воды содержится от 500 до 1000 частей на миллион). Иными словами, на ранних этапах существования Луны из ее недр на поверхность поступало огромное количество воды. Однако 95% этой воды было потеряно во время извержения.
По мнению ученых, часть испарившейся воды ушла в космическое пространство, а часть осела обратно на поверхность, причем большую ее долю отнесло к полюсам Луны. Только там в неосвещаемых кратерах в виде льда могут существовать возможные залежи воды (во время лунного дня поверхность прогревается до температуры свыше 100 градусов по Цельсию). Ранее считалось, что источником льда на полюсах Луны могут служить только кометы и астероиды.
Открытие может перевернуть не только наши представления о механике образования Луны, которая, как теперь ясно, содержала воду с самого своего рождения, но и дальнейшие перспективы ее практического освоения. На ноябрь - декабрь 2008 года намечен запуск американского спутника LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), который должен выполнить проверку южного полюса Луны - подтвердить или опровергнуть наличие там воды. Если на Луне найдут воду, это облегчит ее освоение.
Твиты о вселенной Чаун Маркус
29. Есть ли вода на Луне?
29. Есть ли вода на Луне?
большие темные пятна на Луне считались когда-то морями (maria на латыни). Однако теперь мы знаем, что они являются равнинами вулканической лавы.
Вода не может находиться на поверхности Луны. Без атмосферы она немедленно бы кипела в космосе. Поэтому Луна совершенно сухая.
Анализ доставленной Аполлонами лунной породы, казалось, подтвердил теорию сухой Луны. Считалось, что небольшое количество обнаруженной воды - это загрязнение от астронавтов.
Но в 2009 индийский космический аппарат Чандраян-1 обнаружил «спектральные следы» воды (H 2 O) или гидроксила (ОН) на лунной поверхности.
Наблюдение было подтверждено другими космическими аппаратами: Кассини (по пути к Сатурну) и Дип Импакт (проходившим мимо Земли/Луны по дороге к комете Хартли).
Было найдено незначительное количество воды: всего 0,1 % (1 литр на тонну).
Вероятно, она была образована солнечным ветром (ядра водорода) в сочетании с минералами, богатыми кислородом.
Молекулы воды слабо связаны с лунной породой. Это означает, что вода медленно ползет от лунного экватора к более холодным полярным областям.
Лунная вода скапливается в виде льда в глубоких кратерах у лунных полюсов.
Их дно, которое находится в постоянной тени, никогда не чувству, свет тепла Солнца.
9 октября 2009 исследовательский космический зонд LCROSS врезался в полярный кратер Кабеус. По крайней мере 100 кг воды было обнаружено в шлейфе, поднявшемся от удара.
Вода на Луне имеет ключевое значение для создания в будущем лунной базы. Большое значение она имеет не только для питья, но и для создания ракетного топлива.
Однако, по материалам LCROSS, лунная вода существует не в виде больших льдин, а с примесью лунного грунта, что создает трудности для ее извлечения.
Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора Кондрашов Анатолий Павлович Из книги Тайны пространства и времени автора Комаров Виктор Из книги Капля автора Гегузин Яков Евсеевич Из книги Твиты о вселенной автора Чаун Маркус Из книги Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей автора Дмитриев Александр Станиславович Из книги автора Из книги автора Из книги автора Из книги автораТалая вода Весеннюю капель, таяние снега, ручейки талой воды я почему-то всегда встречаю с грустью. Приход весны вызывает у меня ощущение не начала чего-то, а конца... Все свои планы я строю не на «учебный год» и не от новогодней ночи и до новогодней ночи, а от талой воды и
Из книги автора27. Сколько людей побывало на Луне? Только двенадцать человек ходили по Луне. Только девять из них все еще живы. Самый молодой, Чарльз Дьюк (Аполлон 16), родился 3 октября 1935.Президент Джон Кеннеди сообщил о лунной программе «Аполлон» в знаменитой речи в Конгрессе США 25 мая
Из книги автора28. Останутся ли следы на Луне навсегда? Нет. Но они будут оставаться там очень долго!На Луне нет ветра или дождя, которые могли бы стереть следы, оставленные астронавтами Аполлонов. С другой стороны, на ней есть «дождь» из космических микрометеоритов.Микрометеориты, часто
Из книги автора51. Есть ли вода на Марсе? Ее много. Но она вся замерзшая. Большая часть воды запасена в подземных льдах в высоких широтах. Полярные шапки также содержат большое количество льда.В конце XIX в. Джованни Скиапарелли обнаружил прямые линии на Марсе. Их назвали по-итальянски canali,
Из книги автора9 Как вода ломает железо Для опыта нам потребуются: пустая жестяная банка из-под пепси, колы или пива. Старинная русская пословица гласит: капля камень точит. И это действительно так. Когда мне довелось путешествовать по глубоким каньонам (ущельям) в горах, я удивлялся
Из книги автора45 Вода из огня, или Почему дрова трещат в костре Для опыта нам потребуются: обычные спички. Зажигал ли ты когда-нибудь обычную спичку? Наверняка не раз. А если я спрошу, можно ли получить воду, зажигая спичку, ты задумаешься.Этот опыт надо делать только вместе со взрослыми,
Из книги автора72 Яйцо-батискаф, или Вода из Мертвого моря Для опыта нам потребуются: высокая стеклянная банка, соль, куриное яйцо. Этот опыт описан у великого мастера опытов Я.И. Перельмана, но я включил его в свои опыты, немного изменив, потому что опыт очень простой и очень хороший. Он
Из книги автора96 Вода в масле, или Еще про эмульсии Для опыта нам потребуются: ненужный CD-ROM, подсолнечное масло. Мы знаем, что такое эмульсии. Но вот невероятно красивый опыт, который удивил даже меня самого. Получился он случайно, тем не менее мне самому он так понравился, что я решил
Через месяц после отправки зонда LCROSS, который врезался в кратер Кабеус рядом с Южным Полюсом Луны, NASA сообщило, что обладает неопровержимыми доказательствами наличия на Луне ”значительных запасов” воды. Учёные NASA держали результаты этого столкновения в секрете, просто говоря, что миссия прошла успешно и что они получили множество новых спектрометрических данных. Удар, вызванный зондом, поднял облако пыли, которое было снято на камеру и проанализировано на наличие воды (из-за того, что кратер всегда находится в теневой части Луны, температура здесь намного ниже - около -220 ºC - и изучать такие облака тут легче).
Учёные сравнили известные данные об излучении, которое даёт вода и другие материалы, в инфракрасном спектре с теми, что были собраны зондом, и нашли совпадение. По мнению Энтони Колапрета, главного учёного проекта, никакие другие вещества не могли дать это совпадение, и в облако точно не могли попасть материалы с Земли. Дополнительным подтверждением было последующее выделение гидроксильного остатка, известного продукта разложения воды под воздействием УФ лучей.
Но откуда взялась эта вода? Колапрет и его коллеги решили, что вода могла появиться из многих источников: солнечные ветра (протоны от солнца могли прореагировать с кислородом в почве Луны), астероиды (которые могут содеражать разное количество воды), кометы (иногда состоящие на 50% из неё), частицы льда, принесённые межгалактическими облаками. Из-за того, что водород и вода превалируют во Вселенной, Колапрета считает, что скорее всего источник был не один.
Следующая большая цель учёных - изучить эту воду подробнее. Будущие миссии возьмут пробу из кратера и отправят её на Землю на изотопный анализ. Её изотопный состав (отношения количеств разных изотопов) поможет выяснить её возраст, состав и происхождение. Получив такие данные, как пробы льда из Антарктики, учёные смогут вплотную приступить к изучению изменения климата на Луне, проводя сравнения с Землёй.
Питер Шультц, профессор геологических наук университета Brown и член миссии LCROSS, считает, что возможно даже получится использовать солнечную энергию, чтобы питать роботов, посадочные площадки и другие инструменты, которые могли бы проводить анализ прямо на месте. Для этого астронавтам надо будет высадиться вблизи полюса на солнечной стороне и установить необходимое оборудование, которое могли бы исползовать роботы или люди.
Две миссии, которые стартуют в 2011 и 2012 году, помогут пролить больше света на это открытие. Один из них проведёт характеристику атмосферы Луны, чтобы определить, какие газы и в каком количестве в ней содержатся. Второй будет исследовать лунную кору, чтобы оценить её размер и прочность, а так же найти территории, где, как полагают некоторые учёные, Луна ещё вулканически активна. То, что учёные NASA откроют в ближайшие года, устранит иллюзию нашего знания единственного спутника луны, говорит Колапрет.
Увидеть культурную столицу России с воды - это значит получить такие неописуемые эмоции, которые надолго останутся в вашей памяти. Судоходная компания "Одиссея" предлагает вам морские прогулки на теплоходе. Выбрать теплоход и забронировать его выгодно здесьhttp://katervspb.ru/ . Любое праздничное мероприятие, любой ваш каприз.
До пятницы, 13 ноября, Луна лишь отражалась на глади земных водоемов - от луж до океанов, оставаясь сама сухой и безводной, как пески Сахары. Но в прошлую пятницу ученые уверенно провозгласили: "Есть вода на Луне!".
"Да, мы нашли воду на Луне, - заявил Энтони Калапрете, главный исследователь лунных кратеров при НАСА. - И не несколько капель воды, а значительное количество". Подтверждение догадок ученых о существовании воды на Луне было встречено с огромным энтузиазмом исследователями, собирающимися в будущем организовать поселение землян на ее поверхности. Не менее рады и те ученые, которые надеются выяснить историю Солнечной системы, законсервированную во льдах Луны на протяжении миллиардов лет.
Поиск воды на Луне велся при помощи спутника. Он врезался в кратер, расположенный неподалеку от южного полюса Луны. Это произошло месяц назад. Спутник влетел в кратер со скоростью 9000 км в час, образовал воронку размером в 20-35 метров и выбросил наверх, по меньшей мере, 100 литров воды. "Мы получили не просто капельки воды. Мы практически "попробовали ее", - заявил Питер Шульц, профессор геологии Брауновского университета.
Более десятилетия ученые догадывались о существовании воды на Луне в виде льда на дне холодных лунных кратеров, куда не проникают солнечные лучи. Миссия LCROSS состояла из двух частей: пустой ракеты, которая должна была ударить по дну кратера Кабеус, в 100 км шириной и 3,2 км глубиной, и маленького спутника, который должен был установить состав выброшенного грунта. Специалисты НАСА, пожертвовавшие сном, чтобы не прозевать удар ракеты по кратеру 9 октября, были разочарованы. Они не увидели искусственного извержения Кабеуса. Его не смогли засечь даже самые мощные телескопы на Земле, включая те, что расположены в Паломарской обсерватории в Калифорнии. Но сам LCROSS сфотографировал извержение, хотя некоторая неточность в наводке не позволила разглядеть детали.
Вывод о присутствии воды был сделан на основе изменения окраски грунта, произошедшей после удара ракеты. Изменения были вызваны молекулами воды, поглощающими световые волны определенной длины. Ученые обнаружили также изменение спектра, связанное с появлением гидроксила - группы ОН, "выбитой" из молекул воды в результате удара ракеты. Кроме того, были обнаружены молекулы двуокиси углерода и серы, а также метана и других соединений. "Перед нами открываются самые разнообразные возможности", - говорит доктор Калапрете.
Кратер Кабеус, как и другие кратеры Луны, расположенные у ее полюсов, находится в постоянной темноте. Температура на дне кратера составляет минус 220 градусов Цельсия. При такой температуре никакие химические соединения из кратера "выбраться" не могут. Главный "лунный" ученый НАСА Майкл Варго говорит, что "эти кратеры - словно покрытые пылью чуланы Солнечной системы".
Луна долго считалась сухой и безводной. Затем появились намеки на существование льда на дне ее полярных кратеров. Некоторые гипотезы на сей счет предполагают влияние комет или появление воды внутри самой Луны. "Сейчас, когда благодаря LCROSS мы уже точно знаем, что вода на Луне есть, мы можем начать решать и другие серьезные проблемы", - считает Грегори Делори из Калифорнийского университета в г. Беркли. По его словам, результаты миссии LCROSS и других космических кораблей "рисуют удивительно новую картину Луны как отнюдь не мертвого мира. В действительности Луна может оказаться очень интересной и динамичной".
В самом деле, если лед на Луне имеется в больших количествах, то он не только обеспечит водой будущих земных поселенцев. Входящие в состав воды кислород и водород позволят изготавливать горючее для ракет, а кислород необходим для дыхания астронавтов. Забавно, что этот лед мы будем добывать, как руду или уголь на Земле, устраивая штольни и забои. Однако, к сожалению, в планах НАСА Луна занимает сейчас далеко не ведущее место. Астронавты, впервые посетившие Луну в 1972 году, вернутся на нее лишь в 2020-м. Но сейчас и эта дата под вопросом. Президентская комиссия, созданная в мае, пришла к выводу, что сокращение бюджета НАСА делает дату 2020 года нереальной. Комиссия предложила президенту Обаме иной план: забыть про Луну и сконцентрироваться на изучении глубокого космоса при помощи непилотируемых космических кораблей.
Возвращаясь к обнаружению воды на Луне, необходимо подчеркнуть, что Луна все же далеко не "мокрая" планета. Не исключено, что почва кратера Кабеус может оказаться суше, чем пески земных пустынь. Но, по мнению доктора Калапрете, 100 литров воды - это только нижний предел, и поэтому еще рано делать заключения о концентрации воды в почве лунных кратеров. Кто знает, сколько лет должно еще пройти, прежде чем Аэлита будет приветствовать астронавтов бокалом воды.
Следы оползней и астронавтов
На Луне нашли не только воду, но и проявления геологической активности, которая всегда считалась невозможной на этом холодном, "мертвом" небесном теле. Американский аппарат LRO ("Лунный орбитальный разведчик") разглядел на поверхности нашего спутника оползень, сошедший на Луне сравнительно недавно по геологическим меркам. Казалось бы, что может быть причиной перемещения грунта, ведь на Луне нет потоков воды, не дует ветер и нет дождей?
Однако еще 15 лет назад международная группа исследователей, включавшая и российского астронома Владислава Шевченко, отметила на фотографиях лунной поверхности участки в кратере Рейнер, которые значительно отличались по цвету от окружающего грунта. Они были намного темнее, как и положено оползню, лишь недавно сползшему с вершины кратера. Оценка времени образования оползня - от нескольких лет до 500 тысяч лет, но это в любом случае очень мало по сравнению с миллиардами лет существования Луны. Это "молодой" оползень.
Гипотезу о геологической активности на спутнике подтвердил LRO, причем этот аппарат увидел оползни в другом кратере - Маринус, хотя назвать причину их появления пока довольно трудно. Скорее всего, оползни являются результатом метеоритного обстрела, вызвавшего лунотрясения. Во всяком случае, Луна представляется уже не такой мертвой, как еще лет 20 назад.
Аппарат LRO имеет на своем борту камеры с огромным разрешением 50 сантиметров, и с их помощью было сделано еще одно открытие. Точнее, закрытие - закрытие темы о мистификации, созданной американским космическим агентством. До самого последнего времени некоторые маргиналы всерьез уверяли общественность, что американцы на Луне не были. Так вот, LRO сфотографировал места прилунения "Аполлонов" с отпечатками опор и даже со следами астронавтов. Впрочем, маргиналы теперь наверняка скажут, что фотографии подделаны...
