Por primera vez, un estudio interdisciplinario ha demostrado evidencia química, física y material de la formación de agua en la Luna. Dos equipos de la Universidad de Hawai? I en Manoa colaboraron en el proyecto: químicos físicos en la UH ManoaLaboratorio de Investigación WM Keck del Departamento de Química en Astroquímica y científicos planetarios del Instituto de Geofísica y Planetología de Hawai HIGP.
Aunque los descubrimientos recientes de naves espaciales en órbita como el Lunar Prospector y el satélite de observación y detección del cráter lunar de aterrizaje duro sugieren la existencia de hielo de agua en los polos de la Luna, el origen de esta agua ha permanecido incierto. El agua lunar representa uno de losrequisitos clave para la colonización permanente de la Luna como materia prima para la generación de combustible y energía hidrógeno, oxígeno y también como "agua potable".
La investigación innovadora se describe en "Desenredando la formación y liberación de agua en el regolito lunar", escrito por el compañero postdoctoral UH Manoa Cheng Zhu y sus colegas en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
El profesor de química Ralf I. Kaiser y Jeffrey Gillis-Davis de HIGP diseñaron los experimentos para probar la sinergia entre los protones de hidrógeno del viento solar, los minerales lunares y los impactos de micrometeoritos. Zhu irradió muestras de olivina, un mineral seco que sirve como sustituto dematerial lunar, con iones de deuterio como proxy de los protones del viento solar.
Deuterio irradió solamente "los experimentos no revelaron ningún rastro de formación de agua, incluso después de aumentar la temperatura a temperaturas diurnas de latitud media lunar", explicó Zhu. "Pero cuando calentamos la muestra, detectamos deuterio molecular, lo que sugiere que el deuterio -- o hidrógeno - implantado por el viento solar puede almacenarse en la roca lunar "
Kaiser agregó: "Por lo tanto, podría ser necesaria otra fuente de alta energía para desencadenar la formación de agua dentro de los minerales de la Luna, seguida de su liberación como un gas que se puede detectar".
El segundo conjunto de experimentos de irradiación de deuterio fue seguido por calentamiento con láser para simular los efectos térmicos de los impactos de micrometeoritos. Se observó una explosión de iones con relaciones de masa a carga que coinciden con las del agua pesada ionizada en la fase gaseosa durante el láserpulsos "El agua continuó produciéndose durante los pulsos láser después de que la temperatura aumentó, lo que sugiere que la olivina estaba almacenando precursores del agua pesada que se liberaba por calentamiento láser", dijo Zhu.
Para obtener imágenes de estos procesos e interpretar el impacto más amplio en la Luna y otros cuerpos, Hope Ishii y John Bradley de HIGP utilizaron microscopía electrónica de barrido de haz de iones enfocado y microscopía electrónica de transmisión en el Centro de Microscopía Electrónica Avanzada. Observaron un tamaño submicrométricofosas superficiales, algunas parcialmente cubiertas por tapas, lo que sugiere que el vapor de agua se acumula debajo de la superficie en vesículas hasta que explotan, liberando agua de los silicatos lunares al impactar el micrometeorito.
"En general, este estudio avanza nuestra comprensión sobre el origen del agua detectada en la Luna y otros cuerpos sin aire en nuestro Sistema Solar como Mercurio y asteroides y proporciona, por primera vez, un mecanismo científicamente sólido y comprobado de formación de agua", Concluyó Jeffrey Gillis-Davis de HIGP.
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Materiales proporcionado por Universidad de Hawaii en Manoa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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