Cientistas chineses identificam água lunar indígena em amostras trazidas de volta pela Chang'e-5

Uma detecção no campo pela sonda lunar chinesa Chang'e-5 e a análise subsequente das amostras trazidas de volta para a Terra revelaram pelo menos duas fontes de água na Lua, uma trazida pelo vento solar e outra de fontes indígenas.

Chang'e-5, composta por um orbitador, um pousador, uma unidade de decolagem e um retornador, foi lançada em novembro de 2020 e retornou à Terra em dezembro. Ela recuperou um total de 1.731 gramas de amostras lunares, principalmente rochas e solo da superfície da Lua.

DETECÇÃO DE ÁGUA

Um dos objetivos científicos da sonda é investigar a água lunar, que é a chave para a formação e evolução da Lua. Também fornece informações significativas sobre a evolução do sistema solar. Espera-se que a presença da água forneça suporte para futuros recursos lunares humanos in locu.

No entanto, as fontes de água lunar ainda são controversas. Acredita-se que a água lunar fosse levada pelo vento solar ou o resultado de um meteorito ou cometa. Além disso, acredita-se que minerais como apatita contendo água indígena estejam presentes em pequenas quantidades e distribuídos de forma irregular na superfície lunar.

Um grupo de cientistas da Academia Chinesa de Ciências encontrou novas evidências de água na superfície lunar com base nas atividades de exploração de campo da Chang'e-5 e resultados de laboratório das amostras coletadas.

Suas descobertas revelaram que a apatita encontrada na região de mare jovem onde a Chang'e-5 pousou continha água indígena na forma de hidroxila.

O local de pouso da Chang'e-5 está localizado em uma das mais jovens unidades de fluxo de lava extrusiva na Lua, tornando a apatita, o estado final na formação desses basaltos, um alvo ideal para procurar evidências de água indígena, de acordo com o estudo publicado esta semana na revista Nature Communications.

EXCESSO DE HIDROXILA

Equipado com o espectrômetro mineralógico lunar (LMS), o módulo de pouso da Chang'e-5 adquiriu dados espectrais de uma rocha e diferentes alvos do solo lunar, descobrindo que o conteúdo hidroxílico da rocha é muito maior do que o do solo lunar.

Os pesquisadores disseram que deveria haver pouca ou nenhuma hidroxila extrínseca associada à cratera de impacto ou ejeção desde que a Chang'e-5 viu em seu local de pouso principalmente material de mare local.

Uma análise subsequente de laboratório na Terra mostrou que os fragmentos de rocha devolvidos, com uma quantidade considerável de grãos de apatita, têm uma proporção maior de conteúdo mineral com muito menos conteúdo de vidro em comparação com amostras de Apollo. Em seguida, confirmaram a presença de hidroxila nos grãos de apatita.

O conteúdo de vidro foi considerado como uma medida da contribuição do vento solar para a água lunar, e é bastante baixo na amostra da Chang'e-5, apenas cerca de um terço daquele na amostra da Apollo 11, de acordo com o estudo.

Além disso, o conteúdo geral de hidroxila das amostras de solo lunar detectado no campo é relativamente baixo, exceto que um deles rotulado 0012 se destaca.

Excluindo a água indígena no mineral, o teor de água nas amostras de solo da Chang'e-5 também deve ser cerca de um terço daquele nas amostras da Apollo 11, de acordo com o estudo. Mas a amostra 0012 mostra maior teor de hidroxila do que deveria ser.

Acontece que os pesquisadores detectaram a hidroxiapatita na amostra do solo, sugerindo fortemente que a apatita contendo hidroxila provavelmente será uma fonte importante para o excesso de hidroxila observado.

SOLO MAIS SECO

Apesar da exceção de 0012, o conteúdo geral de hidroxila dos solos lunares amostrados no local de pouso da Chang'e-5 estão com um valor médio de 28,5 ppm, que está na extremidade fraca das características de hidratação lunar.

Os pesquisadores propuseram três causas das amostras mais secas do solo. Em primeiro lugar, a sonda obteve dados quando as temperaturas da superfície lunar estão perto de um máximo na mesma latitude, com a maior parte da água molecular sendo evaporada.

Em segundo lugar, quando a sonda coletou espectros na superfície lunar, a Lua coincidentemente ficava dentro da magnetosfera da Terra que a protegeu do vento solar, reduzindo assim a contribuição da hidratação pelo vento solar.

Em terceiro lugar, sua área de pouso é preenchida com basaltos lunares de último estágio, levando ao conteúdo relativamente baixo de hidroxila, de acordo com o estudo.