Devido à sua importância crucial na futura exploração espacial, a abundância, distribuição e origem da água da superfície lunar receberam muita atenção recentemente.
Uma equipe de pesquisa conjunta do Centro Nacional de Ciências Espaciais (NSSC) e do Instituto de Geologia e Geofísica (IGG), ambos afiliados à Academia Chinesa de Ciências (CAS), descobriu que os aros de grãos do solo lunar Chang’e-5 têm altas concentrações de hidrogênio e baixas proporções de deutério/hidrogênio (D/H) que são consistentes com a água lunar originada do vento solar (SW).
As descobertas foram publicadas no PNAS em 12 de dezembro de 2022.
Os pesquisadores realizaram simulações sobre a preservação de hidrogênio em solos lunares em diferentes temperaturas. Eles descobriram que a água originária do SW pode ser bem preservada nas regiões de latitude média e alta da superfície lunar. “Os solos lunares polares podem conter mais água do que as amostras de Chang’e-5”, disse o professor LIN Yangting do IGG, autor correspondente do estudo.
Estudos anteriores provaram que a água (OH/H2O) na superfície lunar varia com a latitude e a hora do dia (até 200 ppm). Uma mudança tão óbvia implica uma rápida taxa de dessorção da superfície lunar.
Em contraste com as seis missões Apollo e três missões Luna, que pousaram em baixas latitudes (8,97°S-26,13°N), a missão Chang’e-5 retornou amostras de solo de um local de latitude média (43,06°N). Além disso, as amostras de Chang’e-5 foram coletadas dos mais novos basaltos lunares conhecidos (2,0 Ga) e do embasamento basáltico mais seco. Portanto, as amostras de Chang’e-5 são essenciais para abordar a distribuição espaço-temporal e a retenção de água derivada de SW no regolito lunar.
Em 17 grãos de solo lunar devolvidos pela missão Chang’e-5, os pesquisadores fizeram medições de perfil de profundidade NanoSIMS da abundância de hidrogênio e calcularam as proporções deutério/hidrogênio.
Os resultados mostraram que a maioria das bordas dos grãos (mais alta ∼100 nm) exibiu altas concentrações de hidrogênio (1.116-2.516 ppm) com valores δD extremamente baixos (-908‰ a -992‰), implicando uma origem SW. Com base na distribuição de tamanho de grão dos solos lunares e seu teor de hidrogênio, o teor de água derivado de SW foi estimado em 46 ppm para os solos lunares Chang’e-5, consistente com o resultado de sensoriamento remoto.
Experimentos de aquecimento em um subconjunto dos grãos demonstraram que o hidrogênio implantado com SW pode ser preservado após o enterro. Usando esta informação junto com dados anteriores, os pesquisadores estabeleceram um modelo de equilíbrio dinâmico entre a implantação e liberação de SW-hidrogênio em grãos de solo na lua, revelando que a temperatura (latitude) desempenha um papel fundamental na implantação e migração de hidrogênio em solos lunares.
Usando esse modelo, eles previram uma abundância ainda maior de hidrogênio nas bordas dos grãos nas regiões polares lunares. “Esta descoberta é de grande importância para a futura utilização dos recursos hídricos na lua”, disse o Prof. LIN. “Além disso, por meio da triagem e aquecimento de partículas, é relativamente fácil explorar e usar a água contida no solo lunar.”
Publicado em 06/01/2023 18h09
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