Моделирование вулканической активности на древнем спутнике выявило, что вода, выброшенная в космос, на протяжении многих лет замерзала и накапливалась в виде инея, образуя толстые слои льда в полярных областях.
Наличие воды на Луне подтверждено научными данными. Однако вопросы о её источнике, объеме и распределении продолжают активно изучаться. Существует предположение, что часть этой воды могла образоваться в результате вулканической деятельности.
Используя компьютерное моделирование, исследователи из Калифорнийского университета в Боулдере (США) воссоздали последовательность событий, связанных с выбросом вулканических газов после извержения: их распространение вокруг спутника, уход в космическое пространство и отложение на его поверхности. Статья опубликована в журнале The Planetary Science Journal.
Согласно расчетам планетологов, Луна на заре своего формирования была достаточно горячей. В период от четырех до двух миллиардов лет назад на спутнике произошло множество извержений – десятки тысяч. Лава растекалась реками, покрывая обширные участки. Темные области на лунной поверхности, известные как моря, озера и болота, представляют собой застывшую лаву, скопившуюся в низинах. Однако ученые, занимающиеся поиском лунной воды, больше интересуются другим продуктом вулканической деятельности – вулканическими газами.
Несколько лет назад исследователи из Института Луны и планет в Хьюстоне провели анализ лунного базальта рассчитали, выброшенные газы приводили к образованию облаков, состоящих из углекислого газа и водяного пара, что формировало разреженную и временную атмосферу. Согласно результатам анализа, в период максимальной вулканической активности плотность этой атмосферы была в 1,5 раза выше, чем нынешняя атмосфера Марса.
Чтобы выяснить, способны ли эти облака образовывать иней на поверхности, провели новое исследование. Согласно оценкам ученых, в среднем каждые 22 тысячи лет на Луне происходили извержения, сопровождавшиеся формированием атмосферы. Анализ компьютерной модели динамики вулканических выбросов показал, что значительное количество газа и пара улетучивалось в космос, однако примерно 41% воды осаждалось на поверхность спутника.
«Атмосфера постепенно истончалась в течение примерно 1000 лет, что обеспечило достаточно времени для образования льда, — прокомментировал Эндрю Вилкоски (Andrew Wilcoski) из Лаборатории атмосферной и космической физики при Калифорнийском университете в Боулдере. — В нашем представлении [эти осадки] были похожи на иней, который накапливался веками».
Судя по всему, льда было настолько много, что с Земли можно было наблюдать на Луне тонкую, сверкающую полосу, разделяющую день и ночь. Кроме того, толстые слои льда покрывали полюса спутника нашей планеты. Согласно результатам моделирования, в течение всего периода извержений на Луну могло выпасть приблизительно 8,2 квадриллиона литров воды.
«По словам соавтора исследования Пола Хейна, толстые слои льда, скорее всего, залегают на глубине от пяти до десяти метров (Paul Hayne), который уже давно проводит исследования водных ресурсов на Луне.
Вулканическая активность — не единственный вероятный источник воды на Луне. Существенная часть воды могла быть доставлена астероидами и кометами. Кроме того, вода предположительно могла сформироваться в результате воздействия солнечного ветра. Исследование объемов, распределения и состава лунного льда поможет подтвердить или опровергнуть эти предположения.