Где на Луне прячется вода: неожиданная находка в кратере Зееман
Российские ученые из Института космических исследований РАН, используя снимки автоматической станции «Луна-25» и данные нейтронного телескопа ЛЕНД с американского зонда LRO, обнаружили, что гладкие стенки полярного кратера Зееман на обратной стороне Луны содержат заметно больше водяного льда, чем его изрытое кратерами дно. Результаты исследования, проливающие свет на механизмы накопления и сохранения воды в лунных полярных областях, будут опубликованы в журнале «Космические исследования».
Луна, несмотря на свою кажущуюся близость и каменистую пустынность, остается крайне негостеприимным и загадочным миром. Ее поверхность постоянно бомбардируют метеориты и заряженные частицы солнечного ветра, а перепады температур здесь достигают сотни градусов. В таких суровых условиях вода, казалось бы, не может сохраниться. И все же она есть — в виде льда, скрытого в полярных областях, куда никогда не заглядывает Солнце. Понимание того, как именно этот лед распределяется и накапливается, ключ к разгадке не только истории самой Луны, но и к будущему освоению ее человеком. Новое исследование, объединившее данные двух космических аппаратов, приоткрывает завесу над этой тайной.
Кратер Зееман — огромная и древняя впадина на обратной стороне Луны, образовавшаяся около четырех миллиардов лет назад. Это место издавна привлекало внимание планетологов своей необычной геологией. Однако детально рассмотреть его удалось лишь недавно, когда российская станция «Луна-25» передала на Землю снимки высокого качества. На изображениях отчетливо проступила странная картина: дно кратера выглядело бугристым и изрытым множеством мелких ударных воронок, а вот его внутренние стенки, наоборот, казались подозрительно гладкими и ровными, словно их кто-то специально выровнял.
Чтобы разгадать эту загадку, ученые обратились к данным другого прибора — российского нейтронного телескопа ЛЕНД, который уже более пятнадцати лет работает на борту американского лунного орбитального зонда LRO. Этот инструмент не фотографирует поверхность, а регистрирует потоки нейтронов, вылетающих из лунного грунта. Хитрость в том, что интенсивность этого потока напрямую зависит от количества водорода в веществе. А поскольку главный источник водорода в лунном реголите это вода, телескоп ЛЕНД фактически позволяет составить карту распределения водяного льда на глубине до одного метра.
Сопоставив снимки «Луны-25» с нейтронными данными, исследователи увидели четкую закономерность. Гладкие стенки вала кратера Зееман содержат в среднем около 0,05 процента воды по массе, тогда как шероховатое дно лишь около 0,03 процента. Разница невелика на первый взгляд, но она устойчива и указывает на важный геологический процесс. Ученые предположили, что гладкость стенок возникла из-за осыпания рыхлого грунта — реголита. Когда склоны кратера теряли устойчивость, вниз сползали целые пласты поверхностного материала, обнажая более глубокие слои, которые оказались богаче водяным льдом. Эти древние, погребенные под поверхностью запасы воды, вероятно, сохранились с тех пор, когда Луна была более активной, а ее недра более влажными.
Любопытно, что аналогичный сигнал нейтронный телескоп зафиксировал и на дне другого, гораздо меньшего и более молодого кратера — Зееман Y, расположенного на северном валу основного кратера. Там массовая доля воды в грунте достигает уже около 0,15 процента. Вероятно, при образовании этого молодого кратера удар метеорита пробил сухие верхние слои, и на поверхность было выброшено вещество с повышенным содержанием льда, именно его и уловил прибор ЛЕНД.
Таким образом, исследование показало, что рельеф лунной поверхности и содержание в ней воды тесно связаны. Гладкие, оползневые склоны служат своеобразными «окнами» в прошлое, позволяя заглянуть в более глубокие и влажные слои лунного грунта. А данные нейтронного телескопа, наложенные на геоморфологические карты, дают ученым мощный инструмент для поиска и оценки запасов водяного льда, важнейшего ресурса для будущих лунных баз. Работа российских специалистов не только объясняет происхождение загадочных различий в рельефе кратера Зееман, но и вносит весомый вклад в понимание того, как вода накапливалась и сохранялась на Луне на протяжении миллиардов лет.
Присоединяйтесь к нам в соцсетях
