Monsters van de Oceanus Procellarum van de maan, een oud merriebasalt waarvan de naam zich vertaalt naar 'Ocean of Storms', kunnen mogelijk helpen bij het bepalen van de bron van maanwater.

De Chinese maanlander Chang'E-5 leverde de eerste realtime, on-site definitieve bevestiging van het watersignaal in de basaltrotsen en de bodem via spectrale analyse aan boord in 2020. De bevinding werd gevalideerd door laboratoriumanalyse van monsters die de lander teruggaf in 2021. Nu heeft het Chang'E-5-team bepaald waar het water vandaan kwam.

De onderzoekers publiceerden hun resultaten op 14 juni in Nature Communications .

"Voor het eerst ter wereld werden de resultaten van laboratoriumanalyse van maanretourmonsters en spectrale gegevens van in-situ maanoppervlakonderzoeken gezamenlijk gebruikt om de aanwezigheid, vorm en hoeveelheid 'water' in maanmonsters te onderzoeken," zei co -corresponderende auteur Li Chunlai van de National Astronomical Observatories van de Chinese Academie van Wetenschappen (NAOC). "De resultaten geven een nauwkeurig antwoord op de vraag naar de distributiekenmerken en de bron van water in de Chang'E-5-landingszone en bieden een grondwaarheid voor de interpretatie en schatting van watersignalen in teledetectie-onderzoeksgegevens."

Chang'E-5 heeft geen maanrivieren of bronnen waargenomen; in plaats daarvan identificeerde de lander gemiddeld 30 hydroxyldelen per miljoen in rotsen en grond op het oppervlak van de maan. De moleculen, gemaakt van één zuurstof- en één waterstofatoom, zijn het hoofdbestanddeel van water, evenals het meest voorkomende resultaat van watermoleculen die chemisch reageren met andere materie. Ondanks dat het vertegenwoordigt wat Li het 'zwakke einde van de hydratatiekenmerken van de maan' noemde, is hydroxyl om water te geven wat rook is om te vuren:bewijs.

De monsters werden verzameld tijdens het heetste deel van de maandag, bij temperaturen van bijna 200 ° F, wanneer het oppervlak op zijn droogst zou zijn. De timing valt ook samen met lage zonnewinden, die kunnen bijdragen aan hydratatie bij voldoende hoog vermogen.

Zelfs met zulke uitgedroogde omstandigheden verschenen de hydratatiesignalen nog steeds - dus, vroegen de onderzoekers, waar kwamen ze vandaan?

Het hydroxyl, dat voor het eerst werd gedetecteerd door de ingebouwde maan-mineralogische spectrometer van de lander in 11 gesteente- en grondmonsters en verder werd bevestigd door vijf aanvullende meerdelige laboratoriumanalyses op acht van de monsters, bleek afkomstig te zijn van twee verschillende bronnen. Een klein deel verscheen in glasachtig materiaal gemaakt door zonnewinden die het maanoppervlak verstoorden, net zoals het deed in een Apollo 11-monster dat in 1971 werd verzameld en begin jaren 2000 werd getest. Maar het Chang'E-5-monster bevatte slechts ongeveer een derde van de hoeveelheid door zonnewind gegenereerd, hydroxylhoudend glas als het Apollo-monster.

Dit suggereert dat de zonnewind, hoewel zwak, nog steeds bijdroeg aan het hydroxylgehalte dat werd waargenomen op de landingsplaats van Chang'E-5. Het grootste deel van de hydroxyl in de Chang'E-5-monsters zat in apatiet, een kristallijn, fosfaatrijk mineraal dat van nature op de maan en op aarde voorkomt.

"Deze overtollige hydroxyl is inheems, wat de aanwezigheid aantoont van van de maan afkomstig intern water in de Chang'E-5 maanmonsters, en dat water een belangrijke rol speelde bij de vorming en kristallisatie van het late maanbasaltisch magma," zei Li, verwijzend naar aan de samenstelling van de Chang'E-5 landingsplaats in het merriebasalt van Oceanus Procellarum. "Door maanwater en de bron ervan te onderzoeken, leren we meer over de vorming en evolutie van niet alleen de maan zelf, maar ook het zonnestelsel. Bovendien wordt verwacht dat maanwater ondersteuning zal bieden voor toekomstige menselijke in-situ-bronnen op de maan. "

De onderzoekers plannen volgende maanverkenningen met de opvolgers van Chang'E-5, Chang'E-6 en Chang'E-7. Volgens Li zullen ze doorgaan met het onderzoeken van maanwater via teledetectie, detectie ter plaatse en laboratoriumanalyse om de bron, distributie en temporele variatie van maanwater, inclusief poolijs, beter te begrijpen. + Verder verkennen

Chang'E-5 lander maakt eerste onsite detectie van water op maan