15 Octubre 2012
Partículas del viento solar son, probablemente, la fuente del agua atrapada en el suelo lunar
ANN ARBOR, Michigan.— La fuente más probable del agua atrapada en el suelo de la superficie de la Luna es el flujo constante de partículas cargadas que provienen del Sol en el llamado viento solar, según la conclusión de un investigador de la Universidad de Michigan y sus colegas.
En los últimos cinco años las observaciones desde artefactos espaciales y nuevas medidas en laboratorio de las muestras lunares traídas por las misiones Apolo han refutado la creencia que se tuvo por mucho tiempo de que la luna era seca como un hueso.
En 2009 el satélite de Observación y Estudio de Cráter Lunar, de la NASA, conocido como LCROSS, impactó en un cráter lunar con sombra permanente y levantó una columna de material sorprendentemente rico en hielo de agua. También se han detectado agua y compuestos relacionados con ella en el regolito lunar, la capa de polvo fino y fragmentos de roca que cubre la superficie lunar.
Pero el origen del agua bajo la superficie de la luna ha seguido siendo incierto. ¿Es resultado, principalmente, del impacto de cometas y otros cuerpos espaciales que contenían agua, o podría provenir de otras fuentes?
Los modelos teóricos de la estabilidad del agua lunar datan de fines de la década de 1970 e indican que los iones de hidrógeno (protones) del viento solar pueden combinarse con el oxígeno de la superficie lunar formando agua y los compuestos llamados hidroxilos, que consisten de un átomo de hidrógeno y uno de oxígeno y son conocidos como OH.
En un artículo que se publica el domingo en la revista Nature Geoscience, Youxue Zhang, de la UM, y sus colegas de la Universidad de Tennessee, en Knoxville, y del Instituto de Tecnología de California, presentan sus conclusiones que sustentan la producción de hielo de agua en la luna por parte del viento solar.
La autora principal del artículo es Yang Liu, de la Universidad de Tennessee en Knoxville, ex alumna de la UM que obtuvo su doctorado bajo Zhang, profesor de Ciencias de la Tierra y Ambientales.
En el artículo los investigadores presentan análisis de espectroscopia bajo luz infrarroja y espectrometría de masa de las muestras traídas por las misiones Apolo y que revelan la presencia de cantidades significativas de hidroxilos dentro de los vidrios formados en el regolito lunar por el impacto de los micrometeoritos.
Cuando se combinan las técnicas de Fourier transforman la espectroscopia infrarroja y puede usarse la espectrometría secundaria de masa de ion para determinar la forma química del hidrógeno en una sustancia, como asimismo su abundancia y composición isotópica. La mayor parte del trabajo de espectroscopia infrarroja se llevó a cabo en el laboratorio de Zhang en la UM, y la espectroscopia de masa se realizó en Caltech.
“Encontramos aque el ‘componente’ de agua, el hidroxilo en el regolito lunar proviene en su mayor parte de la implantación por el viento solar de protones que, combinados con el oxígeno han formado hidroxilos que ingresaron en los vidrios por la fundición en el impacto”, dijo Zhang, Profesor Colegiado James R. O’Neil de Ciencias Geológicas.
“El regolito lunar está en todas partes de la superficie lunar y los vidrios conforman casi la mitad del regolito lunar”, dijo Zhang. “Por eso nuestro trabajo muestra que el componente de ‘agua’, el hidroxilo, aparece extensamente en los materiales lunares aunque no en la forma de hielo o líquido de agua que puedan usarse fácilmente en una futura base lunar habitada por humanos”.
Las conclusiones implican que el hielo adentro de los cráteres en los polos lunares, que están permanentemente en la sombra y a veces se les denomina como trampas frías, podría contener átomos de hidrógeno derivados, en última instancia, del viento solar, señala el informe de los investigadores.
“Esto significa, también, que probablemente exista agua en Mercurio y en asteroides como Vesta o Eros a más distancia dentro de nuestro sistema solar”, dijo Liu. “Estos cuerpos planetarios tienen ambientes muy diferentes pero todos tienen el potencial de producir agua”.
Los vidrios del regolito se conocen como aglutinados y el estudio que se publica en Nature Geoscience es el primero que identifica los aglutinados como una nueva reserva de OH en la Luna, o como lo describen los autores “un depósito inesperado y abundante” de OH y agua en el regolito lunar.
Los invesigadores analizaron granos individuales de la muestra de sol de mare traída por la misión Apolo 11, de suelo de planicie alta traída por la Apollo 16, y de suelo de mare traída por la Apolo 17. Los granos incluyen aglutinados y vidrios de impacto.
Además de Liu y Zhang los autores del informe en Nature Geoscience incluyen a Yunbin Guan, George R. Rossman y John M. Eiler, del Instituto de Tecnología de California, y Lawrence A. Taylor de la Universidad de Tennessee en Knoxville.
El trabajo se financió, en parte, con concesiones para química cósmica de la NASA a Taylor y Zhang; apoyo de la Fundación Moore al Centro de Microanálisis de Caltech, y una concesión de la Fundación Nacional de Ciencia para Rossman. Una porción del estudio tuvo, también el apoyo del Instituto de Geociencias Planetarias en la Universidad de Tennessee en Knoxville.
