Uit een nieuwe studie van satellietgegevens blijkt dat talrijke vulkanische afzettingen verspreid over het oppervlak van de maan ongewoon grote hoeveelheden water bevatten in vergelijking met de omliggende terreinen. De vondst van water in deze oude afzettingen, die worden verondersteld te bestaan ​​uit glasparels gevormd door de explosieve uitbarsting van magma afkomstig uit het diepe maaninterieur, versterkt het idee dat de maanmantel verrassend waterrijk is.

Wetenschappers hadden jarenlang aangenomen dat het binnenste van de maan grotendeels was ontdaan van water en andere vluchtige verbindingen. Dat begon te veranderen in 2008, toen een onderzoeksteam, waaronder de geoloog Alberto Saal van de Brown University, sporen van water ontdekte in sommige van de vulkanische glasparels die naar de aarde waren teruggebracht van de Apollo 15- en 17-missies naar de maan. In 2011, verdere studie van kleine kristallijne formaties in die kralen onthulde dat ze in feite dezelfde hoeveelheden water bevatten als sommige basalt op aarde. Dat suggereert dat de mantel van de maan - delen ervan, tenminste - bevatten evenveel water als dat van de aarde.

"De belangrijkste vraag is of die Apollo-monsters de bulkomstandigheden van het maaninterieur vertegenwoordigen of in plaats daarvan ongebruikelijke of misschien afwijkende waterrijke gebieden vertegenwoordigen binnen een anders 'droge' mantel, " zei Ralph Milliken, hoofdauteur van het nieuwe onderzoek en een universitair hoofddocent in Brown's Department of Earth, Milieu- en planetaire wetenschappen. "Door naar de orbitale gegevens te kijken, we kunnen de grote pyroclastische afzettingen op de maan onderzoeken die nooit werden bemonsterd door de Apollo- of Luna-missies. Het feit dat ze bijna allemaal kenmerken van water vertonen, suggereert dat de Apollo-monsters niet abnormaal zijn, dus het kan zijn dat het grootste deel van de binnenkant van de maan nat is."

Het onderzoek, die Milliken samen met Shuai Li schreef, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Hawaï en een recente Brown Ph.D. afstuderen, is gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen .

Het detecteren van het watergehalte van vulkanische afzettingen op de maan met behulp van orbitale instrumenten is geen gemakkelijke taak. Wetenschappers gebruiken orbitale spectrometers om het licht te meten dat van een planeetoppervlak weerkaatst. Door te kijken welke golflengten van licht door het oppervlak worden geabsorbeerd of gereflecteerd, wetenschappers kunnen een idee krijgen van welke mineralen en andere verbindingen aanwezig zijn.

Het probleem is dat het maanoppervlak in de loop van een dag opwarmt, vooral op de breedtegraden waar deze pyroclastische afzettingen zich bevinden. Dat betekent dat naast het licht dat door het oppervlak wordt gereflecteerd, de spectrometer meet uiteindelijk ook warmte.

"Die thermisch uitgezonden straling gebeurt op dezelfde golflengten die we moeten gebruiken om naar water te zoeken, "Zei Milliken. "Dus om met enig vertrouwen te zeggen dat er water aanwezig is, we moeten eerst rekening houden met de thermisch uitgezonden component en deze verwijderen."

Om dat te doen, Li en Milliken gebruikten laboratoriummetingen van monsters die terugkwamen van de Apollo-missies, gecombineerd met een gedetailleerd temperatuurprofiel van de interessegebieden op het maanoppervlak. Met behulp van de nieuwe thermische correctie, de onderzoekers keken naar gegevens van de Moon Mineralogy Mapper, een beeldspectrometer die aan boord van India's Chandrayaan-1 maanorbiter vloog.

De onderzoekers vonden bewijs van water in bijna alle grote pyroclastische afzettingen die eerder in kaart waren gebracht over het oppervlak van de maan, inclusief afzettingen in de buurt van de landingsplaatsen van Apollo 15 en 17 waar de waterhoudende glazen kralenmonsters werden verzameld.

"De verdeling van deze waterrijke afzettingen is het belangrijkste, "Zei Milliken. "Ze zijn verspreid over het oppervlak, wat ons vertelt dat het water in de Apollo-monsters niet eenmalig is. Lunaire pyroclastica lijken universeel waterrijk te zijn, wat suggereert dat hetzelfde kan gelden voor de mantel."

Het idee dat het binnenste van de maan waterrijk is, roept interessante vragen op over de vorming van de maan. Wetenschappers denken dat de maan is ontstaan ​​uit puin dat is achtergebleven nadat een object ter grootte van Mars heel vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel op de aarde was ingeslagen. Een van de redenen waarom wetenschappers hadden aangenomen dat het binnenste van de maan droog zou moeten zijn, is dat het onwaarschijnlijk lijkt dat de waterstof die nodig is om water te vormen de hitte van die inslag zou hebben overleefd.

"Het groeiende bewijs voor water in de maan suggereert dat water op de een of andere manier heeft overleefd, of dat het werd binnengebracht kort na de inslag door asteroïden of kometen voordat de maan volledig was gestold, " zei Li. "De exacte oorsprong van water in het binnenste van de maan is nog steeds een grote vraag."

Naast het licht werpen op het waterverhaal in het vroege zonnestelsel, het onderzoek zou ook implicaties kunnen hebben voor toekomstige verkenning van de maan. De vulkanische kralen bevatten niet veel water - ongeveer 0,05 gewichtsprocent, zeggen de onderzoekers - maar de afzettingen zijn groot, en het water kan mogelijk worden gewonnen.

"Andere studies hebben de aanwezigheid van waterijs gesuggereerd in beschaduwde gebieden bij de maanpolen, maar de pyroclastische afzettingen bevinden zich op locaties die misschien gemakkelijker toegankelijk zijn, "Zei Li. "Alles wat toekomstige maanverkenners helpt te behoeden voor het feit dat ze veel water van huis moeten meenemen, is een grote stap voorwaarts, en onze resultaten suggereren een nieuw alternatief."