Scienziati cinesi identificano tracce di acqua lunare nei campioni di Chang'e-5

Un rilevamento in loco della sonda lunare cinese Chang'e-5 e la successiva analisi dei suoi campioni riportati a Terra hanno rivelato almeno due sorgenti d'acqua sulla Luna, una portata dal vento solare e l'altra da fonti indigene.

Chang'e-5, composta da un orbiter, un lander, un ascender e un returner, è stato lanciato nel novembre 2020 ed è tornato sulla Terra a dicembre. Ha recuperato un totale di 1.731 grammi di campioni lunari, principalmente rocce e terreno dalla superficie lunare.

RILEVAMENTO DELL'ACQUA

Uno degli obiettivi scientifici della sonda è studiare l'acqua lunare, che è una chiave per la formazione e l'evoluzione della Luna. Fornisce inoltre informazioni significative sull'evoluzione del sistema solare. La presenza di acqua dovrebbe fornire supporto per le future risorse lunari umane in loco.

Tuttavia, le fonti di acqua lunare sono ancora controverse. Tradizionalmente si propone che l'acqua lunare sia stata impiantata dal vento solare o dal risultato di un meteorite o di una cometa. Inoltre, si ritiene che minerali come l'apatite, contenenti acqua indigena, siano presenti in piccole quantità e distribuiti in modo non uniforme sulla superficie lunare.

Un gruppo di scienziati dell'Accademia Cinese delle Scienze ha trovato nuove prove della presenza di acqua sulla superficie lunare sulla base degli spettri Chang'e-5 in loco e dei risultati di laboratorio dei campioni riportati a Terra.

Le loro scoperte hanno rivelato che l'apatite trovata nella regione del giovane mare lunare su cui è allunata la sonda Chang'e-5 conteneva acqua indigena sotto forma di idrossile.

Il sito di allunaggio di Chang'e-5 si trova in una delle più giovani unità di flusso lavico estrusivo sulla Luna, rendendo l'apatite, lo stato finale nella formazione di quei basalti, un bersaglio ideale per cercare prove di acqua indigena, indica lo studio pubblicato questa settimana sulla rivista Nature Communications.

ECCESSO DI IDROSSILE

Dotato dello spettrometro mineralogico lunare (LMS), il lander Chang'e-5 ha acquisito i dati spettrali di una roccia e di diversi campioni del suolo lunare, scoprendo che il contenuto di ossidrile della roccia è molto più alto di quello del suolo lunare.

I ricercatori hanno affermato che dovrebbe esserci poco o nessun idrossile estraneo associato al cratere da impatto o al materiale espulso poiché Chang'e-5 ha visto nel suo sito di atterraggio principalmente materiale autoctono.

Una successiva analisi di laboratorio sulla Terra ha mostrato che i frammenti di roccia restituiti, con una notevole quantità di granuli di apatite, hanno una percentuale maggiore di contenuto minerale con contenuto di vetro molto inferiore rispetto ai campioni Apollo. Quindi, hanno confermato la presenza di idrossile nei grani di apatite.

Il contenuto di vetro era considerato una misura del contributo del vento solare all'acqua lunare, ed è piuttosto basso nel campione di Chang'e-5, solo circa un terzo di quello nel campione dell'Apollo 11, secondo lo studio.

Inoltre, il contenuto complessivo di idrossile dei campioni di suolo lunare rilevati in loco è relativamente basso, fatta eccezione per il campione 0012.

Escludendo l'acqua indigena nel minerale, il contenuto d'acqua nei campioni di terreno Chang'e-5 dovrebbe essere anch'esso circa un terzo di quello nel campione dell'Apollo 11, secondo lo studio. Ma il campione 0012 mostra un contenuto di idrossile più elevato.

I ricercatori avrebbero rilevato l'idrossiapatite nel campione di terreno, suggerendo fortemente che l'apatite contenente idrossile potrebbe essere una fonte importante per l'eccesso di idrossile osservato.

TERRENO PIÙ ARIDO

Nonostante l'eccezione 0012, il contenuto complessivo di idrossile dei suoli lunari campionati nel sito di atterraggio di Chang'e-5 ha un valore medio di 28,5 ppm, un valore piuttosto basso nella scala di idratazione lunare.

I ricercatori hanno proposto tre cause per la maggiore aridità dei campioni di terreno lunare. In primo luogo, la sonda ha ottenuto i dati quando le temperature della superficie lunare erano vicine al massimo alla stessa latitudine, periodo in cui la maggior parte dell'acqua molecolare sarebbe già evaporata.

In secondo luogo, quando la sonda ha raccolto gli spettri in loco sulla superficie lunare, la Luna si trovava casualmente all'interno della magnetosfera terrestre che la schermava dal vento solare, riducendo così il contributo dell'idratazione causata dal vento solare.

In terzo luogo, la sua area di allunaggio è piena di basalti lunari dell'ultimo stadio, il che ha causato le relative basse quantità del contenuto di idrossile, indica lo studio.