La presenza e l’origine dell’acqua sulla superficie lunare è un argomento di crescente interesse scientifico, soprattutto per quanto riguarda la futura esplorazione dello spazio e la possibilità di utilizzare le risorse lunari. Una nuova ricerca suggerisce che l’acqua lunare proviene in gran parte dal vento solare – un flusso costante di particelle cariche emesse dal Sole – e la sua distribuzione è fortemente influenzata dalla latitudine della Luna e dalla maturità del suo suolo (regolite).
Risultati chiave della missione Chang’e-6
Un team di ricercatori dell’Istituto di Geologia e Geofisica dell’Accademia Cinese delle Scienze (IGGCAS) ha analizzato campioni di suolo lunare restituiti dalla missione cinese Chang’e-6, che ha segnato la prima volta che materiale è stato raccolto dal lato nascosto della Luna. I campioni hanno rivelato concentrazioni sorprendentemente elevate di idrossile (OH) e acqua (H2O) e rapporti deuterio-idrogeno (D/H) eccezionalmente bassi. Queste caratteristiche sono fortemente in linea con la teoria secondo cui l’acqua lunare ha origine dal vento solare.
Confrontando questi campioni con quelli della missione cinese Chang’e-5 (raccolti da una latitudine simile sul lato vicino) e delle missioni Apollo della NASA (da latitudini più basse), la ricerca indica una fornitura d’acqua di provenienza globale dal vento solare, con la sua distribuzione dettata principalmente dalla latitudine e dalla maturità della regolite – una misura di quanto sia diventato alterato e alterato il suolo lunare.
Il ruolo della latitudine e della maturità della regolite
La latitudine, che è strettamente legata alla temperatura, sembra essere un fattore importante. Precedenti osservazioni effettuate dalla missione indiana Chandrayaan-1 utilizzando lo strumento Moon Mineralogy Mapper (M3) inizialmente mostravano idrossile concentrato a latitudini più elevate. Sebbene le analisi successive abbiano prodotto risultati contrastanti, i risultati del Chang’e-6 rafforzano questa connessione. I campioni provenienti da latitudini più elevate tendono a trattenere più acqua.
Anche la maturità della regolite gioca un ruolo significativo. La regolite più matura, che è stata esposta agli agenti atmosferici spaziali e alla radiazione solare per periodi più lunghi, tende a trattenere concentrazioni più elevate di acqua. I campioni di Chang’e-6 hanno mostrato segnali di assorbimento d’acqua più forti e una maggiore maturità della regolite rispetto a quelli della missione Chang’e-5, anche se contenevano quantità simili di acqua a livello dei grani.
La sfida di misurare l’acqua lunare
Determinare con precisione l’abbondanza e la distribuzione delle acque della superficie lunare è un compito impegnativo. I precedenti tentativi di analizzare i dati globali utilizzando diversi metodi di correzione termica hanno portato a conclusioni contrastanti. I ricercatori hanno sottolineato che l’analisi diretta di laboratorio dei campioni di suolo lunare restituiti fornisce i dati più affidabili.
Colmare il divario di conoscenze sul lato nascosto della Luna
Prima delle missioni lunari cinesi, la comprensione della composizione della faccia visibile della Luna era limitata ai dati del telerilevamento. I campioni di Apollo e Luna hanno fornito preziose informazioni sul contenuto e sull’origine dell’acqua, ma sono stati raccolti dal lato vicino a latitudini più basse. La missione cinese Chang’e-5 (2020) ha restituito il suolo da un sito a media latitudine sul lato vicino, e la recente missione Chang’e-6 ha fornito campioni da un sito a media latitudine sul lato nascosto. Questi campioni consentono confronti diretti tra i due lati della Luna, migliorando la nostra comprensione della distribuzione dell’acqua.
Metodi e risultati analitici
I ricercatori hanno utilizzato due metodi analitici chiave per studiare i campioni Chang’e-6:
- Misurazioni spettrali: Quantificato il contenuto complessivo di OH/H2O, rivelando una concentrazione apparente di 183 ± 34 ppm.
- Profilazione della profondità NanoSIMS: Misurazione dell’abbondanza di idrogeno e dei rapporti D/H su scala microscopica dei grani. Questa analisi ha rilevato elevate concentrazioni di idrogeno (1.000–17.500 ppm) e valori δD estremamente bassi (fino a −983 ‰) – una forte prova dell’origine del vento solare.
Implicazioni per la futura esplorazione lunare
Questi risultati suggeriscono che l’acqua della superficie lunare è probabilmente più abbondante nella regolite altamente matura a latitudini più elevate. Comprendere questa relazione è cruciale per pianificare i futuri sforzi di utilizzo delle risorse lunari. La ricerca evidenzia l’importanza di considerare sia la latitudine che la maturità della regolite quando si cerca acqua sulla Luna.
La collaborazione di ricerca ha coinvolto l’Istituto CAS di Shanghai di fisica tecnica, l’Istituto CAS di geochimica e l’Accademia cinese dei sistemi aerospaziali e dell’innovazione. >In definitiva, questo studio fornisce un significativo passo avanti nella comprensione dell’origine e della distribuzione dell’acqua lunare e del suo potenziale per supportare le future attività spaziali.
