Muestras tomadas del Oceanus Procellarum de la Luna, un antiguo 'mare' de basalto, revelan evidencia de la presencia de agua de origen autóctono en el satélite de la Tierra.
El módulo de aterrizaje lunar chino Chang'E-5 proporcionó la primera confirmación definitiva in situ y en tiempo real 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 devolvió el módulo de aterrizaje en 2021. Ahora, el equipo de Chang'E-5 ha determinado de dónde provino el agua y publica resultados en Nature Communications.
"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 el co-autor correspondiente 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 aterrizaje de Chang'E-5 y proporcionan una verdad básica para la interpretación y estimación de las señales de agua en los datos de la encuesta de teledetección".
Chang'E-5 no observó ríos ni manantiales lunares; más bien, el módulo de aterrizaje identificó, en promedio, 30 partes de hidroxilo por millón en rocas y suelo en la superficie de la Luna. 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. 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 grados Celsius, 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.
Incluso con tales condiciones de deshidratación, las señales de hidratación aún aparecían, entonces, preguntaron los investigadores, ¿de dónde venían?
Detectado por primera vez por el espectrómetro mineralógico lunar a bordo del módulo de aterrizaje 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 probada 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 que la muestra de Apolo.
Esto sugiere que el viento solar todavía contribuyó, aunque débilmente, al contenido de hidroxilo observado en el sitio de aterrizaje de Chang'E-5. 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", dijo LI, refiriéndose a la composición del sitio de aterrizaje 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 in situ".
Los investigadores están planeando exploraciones lunares posteriores con los sucesores de Chang'E-5, Chang'E-6 y Chang'E-7. Según LI, continuarán investigando el agua lunar a través de sensores remotos, detección in situ y análisis de laboratorio para comprender mejor la fuente, distribución y variación temporal del agua lunar, incluido el hielo polar.
