Данные о количестве воды, присутствующей на Луне, возможно, были завышены учёными, изучающими минеральный апатит. Об это заявила команда исследователей во главе с Jeremy Boyce из Department of Earth, Planetary and Space Sciences Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA)
Jeremy Boyce и его коллеги создали компьютерную модель, дабы точно воссоздать картину того, как в раней истории Луны при охлаждении лунной магмы могла происходить кристаллизация апатита. Их моделирование показало, что аномально насыщенные водородом кристаллы апатита, обнаруженные во многих выборках лунной породы, не могли быть сформированы в богатой водой окружающей среде, как изначально думали учёные.
Это открытие опровергло давнее предположение о том, что водород в апатитах является великолепным индикатором значительного содержания воды в Луне.
По словам Boyce, который также преподаёт в UCLA College of Letters and Science, анализ минерального апатита — это наиболее широко используемый метод оценки содержания воды в лунных породах, но, как оказалось, этот метод является весьма ненадёжным. Учёный отмечает, что результаты проведенного им и его коллегами исследования показывают, что не так уж и много воды в лунной магме, как на это указывали предыдущие анализы апатита.
Результаты проведенного исследования будут опубликованы в будущем выпуске журнала «Science».
На протяжении многих десятилетий, учёные полагали, что на Луне воды практически нет. Тем не менее, открытие богатого водородом апатита в лунных породах в 2010 году было расценено учёными как намёк на «водянистое» прошлое единственного естественного спутника Земли. Учёные изначально предполагали, что информация, полученная из небольшой выборки апатита, могла указывать на исходное содержание воды в большом объёме магмы или даже всей Луны, но исследование Jeremy Boyce показывает, что апатит мог на самом деле ввести учёных в заблуждение.
Boyce убеждён, что высокое содержание воды в лунном апатите — это специфика процессов кристаллизации, а не подтверждение водной лунной среды. При наличии воды по мере остывания расплавленной горной породы, действительно, может сформироваться апатит путём присоединения атомов водорода к его кристаллической структуре. Однако, водород, начал принимать участие в кристаллизации минерала относительно недавно, только после того как привилегированные «стандартные блоки» апатита — фтор и хлор — были практически полностью исчерпаны.
По слова Boyce, очень древний апатит настолько богат фтором, что «вытянул» весь фтор из магмы вместе с хлором. Он отмечает, что апатит, формировавшийся позже, практически не содержит фтора и хлора, по причине их отсутствия в магме, поэтому минералу не оставалось другого выбора как «обогащаться» водородом.
Поэтому, когда фтор и хлор исчерпаны, охлаждающиеся объёмы магмы осуществляют переход от формирования бедных водородом апатитов к минералам со значительным содержанием Н2, причем последний крайне неточно отражает содержание воды в магме.
Понимание истории лунного апатита важно не только для поисков ответа на вопрос «Сколько воды содержится в лунных породах и почве?». В соответствии с доминирующими теориями формирования Луны, водород и другие летучие элементы не должны присутствовать во всех лунных породах.
Многие учёные полагают, что Луна сформировалась порядка 4 млрд лет тому назад в результате столкновения Земли с неким астрономическим объектом, в результате чего от нашей планеты откололся фрагмент. Если бы эта гипотеза была верна, то Луна полностью бы расплавилась, а такие более лёгкие элементы, такие как водород, вышли бы на поверхность и «сбежали» в космос. Поскольку водород является ключевым компонентом воды, Луна, сформировавшаяся в результате «гигантского столкновении», должна была быть совершенно сухой.
Большинство выборок лунных пород действительно очень «сухие» и, как правило, бедны более легкими элементами. То, что во многих лунных выборках были найдены богатые водородом кристаллы апатитов, было для учёных весьма неожиданно. Так появился очередной парадокс. Так или иначе, несмотря на «огненное» прошлое Луны, немного воды и прочих летучих веществ, возможно и осталось, но явно не столько, сколько подразумевал первоначальный анализ апатитов.
По словам Boyce, на протяжении более 40 лет учёные свято верили в теорию «сухой Луны», однако теперь у учёных есть доказательства, что та теория была далеко не безупречной. Тем не менее учёные должны тщательно взвесить все компоненты доказательства, прежде чем заявить, что горные породы на Луне, такие же влажные, как и на Земле.
Это исследование показывает, что у учёных все ещё есть над чем работать, дабы узнать, как можно больше о составе и окружающей среде ранней Луны
Boyce, отмечает, что он и его команда не планирует останавливаться на достигнутом. Они намерены определить, насколько сильно апатит исказил представление учёных о Луне, и что они могут предпринять для того, чтобы узнать, как именно сформировалась Луна.
Исследование проводилось при на денежные гранты, выделенные NASA. В исследованиях также принимали участие: Steven Tomlinson из UCLA, Francis McCubbin из University of New Mexico, James Greenwood из Wesleyan University и Allan Treiman из Lunar and Planetary Institute.
