Las muestras del Oceanus Procellarum de la Luna, un antiguo basalto de mar cuyo nombre se traduce como ‘Océano de tormentas’, pueden ayudar a determinar la fuente del agua lunar.
Vista general del lugar de alunizaje de Chang’E 5.
El aterrizador chino Chang’E-5 entregó la primera confirmación definitiva in situ y en tiempo real de la señal de agua en las rocas y el suelo de basalto a través de un análisis espectral a bordo en 2020. El hallazgo se validó mediante análisis de laboratorio de las muestras que envió la misión posteriormente a la Tierra en 2021. Ahora, el equipo de Chang’E-5 ha determinado de dónde provino el agua.
«Por primera vez en el mundo, los resultados del análisis de laboratorio de las muestras del retorno lunar y los datos espectrales de los estudios de la superficie lunar in situ se utilizaron conjuntamente para examinar la presencia, la forma y la cantidad de agua en las muestras lunares», dijo co -autor del estudio Li Chunlai de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China (NAOC).
«Los resultados responden con precisión a la pregunta de las características de distribución y la fuente de agua en la zona de alunizaje de Chang’E-5 y proporcionan una verdad básica para la interpretación y estimación de las señales de agua en los datos del sondeo de teledetección».
Chang’E-5 no observó ríos ni manantiales lunares; más bien, el módulo identificó, en promedio, 30 partes de hidroxilo por millón en rocas y suelo en la superficie. Las moléculas —compuestas por un átomo de oxígeno y un átomo de hidrógeno— son el ingrediente principal del agua, así como el resultado más común de las moléculas de agua que reaccionan químicamente con otra materia.
Evidencia de agua
A pesar de representar lo que Li llamó el «extremo débil de las características de hidratación lunar», el hidroxilo es para el agua lo que el humo es para el fuego: evidencia.
Las muestras se recolectaron durante la parte más calurosa del día de la Luna, a temperaturas cercanas a los 93 °C, cuando la superficie estaría más seca. El momento también coincide con vientos solares bajos, que pueden contribuir a la hidratación a una potencia lo suficientemente alta.
Imagen del aterrizador Chang’E-5 tomada por el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA.
Incluso con tales condiciones de deshidratación, las señales de hidratación aún aparecían, entonces, los investigadores preguntaron, ¿de dónde venían?
Detectado por primera vez por el espectrómetro mineralógico a bordo del módulo de alunizaje en 11 muestras de roca y suelo y luego confirmado por cinco análisis de laboratorio de varias partes adicionales en ocho de las muestras, se descubrió que el hidroxilo se originó en dos fuentes diferentes.
Una pequeña porción apareció en el material vítreo producido por los vientos solares que interfirieron con la superficie lunar, tal como sucedió en una muestra del Apolo 11 recolectada en 1971 y analizada a principios de la década de 2000. Pero la muestra de Chang’E-5 solo contenía alrededor de un tercio de la cantidad de vidrio que contiene hidroxilo generado por el viento solar en la muestra de Apolo.
Diagrama esquemático de la recopilación de datos del espectrómetro mineralógico lunar (LMS) en la superficie lunar y las características de absorción de 2700–3100 nm de los espectros in situ de Chang’E-5.
Esto sugiere que el viento solar todavía contribuyó, aunque débilmente, al contenido de hidroxilo observado en el sitio de aterrizaje de Chang’E-5.
No obstante, la mayor parte del hidroxilo en las muestras de Chang’E-5 estaba contenido en apatita, un mineral cristalino rico en fosfato que se encuentra naturalmente en la Luna, así como en la Tierra.
«Este exceso de hidroxilo es autóctono, lo que demuestra la presencia de agua interna de origen lunar en las muestras lunares de Chang’E-5, y ese agua desempeñó un papel importante en la formación y cristalización del magma basáltico lunar tardío», explicó Li, refiriéndose a la composición del sitio de alunizaje de Chang’E-5 en el basalto mare de Oceanus Procellarum. «Al investigar el agua lunar y su fuente, estamos aprendiendo más sobre la formación y evolución no solo de la Luna en sí, sino también del sistema solar. Además, se espera que el agua lunar brinde apoyo para futuros recursos lunares humanos».
Los investigadores publicaron sus resultados el 14 de junio en Nature Communications.
