|
Лунные землетрясения могут обнажить лед
|
|
|
|
Обнаружение воды на Луне может зависеть лишь от обнаружения соответствующих вибраций. Новое исследование геологов из Университета Мэриленда, Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Гавайского университета показывает, что сейсмические волны — те же самые вибрации, которые измеряются во время землетрясений, — могут быть использованы для обнаружения и картирования льда, погребенного под лунной поверхностью.
|
|
|
|
Результаты исследования, опубликованные в журнале Science Advances 31 июля 2026 года, приходятся на решающий момент. Программа НАСА «Артемида» нацелена на южный полярный регион Луны для пилотируемых посадок в 2028 году, а водяной лед, скрытый в глубоких, замерзших тенях полярных кратеров, считается одним из самых ценных ресурсов, которые может найти астронавт. Растопленный и очищенный лед может стать питьевой водой. Расщепляемый электричеством лед выделяет кислород для дыхания и водород для ракетного топлива, а это значит, что обнаружение постоянного источника лунного льда может значительно сократить объем материалов, которые будущим миссиям придется доставлять с Земли.
|
|
|
|
«Крайне важно определить любые материалы на Луне, которые астронавт сможет использовать во время своего пребывания там», — сказал Николас Шмерр, доцент кафедры геологических, экологических и планетарных наук Университета Мэриленда и соавтор исследования. «Поскольку они будут ограничены теми немногими ресурсами, которые они привезли с Земли, все, что они найдут на Луне, поможет им, по сути, жить за счет ресурсов планеты, особенно в случае долгосрочных миссий или аванпостов».
|
|
|
|
|
|
|
В настоящее время никто точно не знает, сколько льда находится на Луне и где он расположен. Спутники могут сканировать лунную поверхность с орбиты, но они видят только верхний слой грунта. Залежи водяного льда могут находиться гораздо глубже — и именно здесь вступает в дело новое исследование.
|
|
|
|
Идея, лежащая в основе работы команды, была проста: мерзлая и сухая почва ведут себя совершенно по-разному при прохождении через них сейсмической волны. Лед затвердевает все, с чем он смешан, заставляя вибрации распространяться в два-три раза быстрее, чем через сухую землю. Зоны, богатые льдом, также могут вызывать отражение сейсмической энергии, а не ее прохождение сквозь них, подобно тому, как звуки могут отражаться от стены. Шмерр отметил, что хорошо расположенный сейсмометр на Луне сможет обнаружить эти эффекты.
|
|
|
|
«Мы можем использовать сейсмические волны не только для того, чтобы увидеть, присутствует ли лед, но и приблизительно определить его количество», — объяснил он.
|
|
|
|
Для проверки своих теорий исследователи использовали три подхода. Ведущий автор исследования, Харрисон Лизабет (доктор философии, 2016 г., геология), физик-геолог из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и выпускник Мэрилендского университета, заморозил вулканическую породу из Аризоны, которая при измельчении очень похожа на лунную пыль. Затем он использовал рентгеновские лучи для изучения того, как лед оседает в крошечных зазорах между зернами почвы.
|
|
|
|
Соавтор Мэтью Зиглер из Гавайского университета смоделировал подробные температурные карты южного полярного региона Луны, определив, какие кратеры оставались достаточно холодными, чтобы сохранять лед в течение миллиардов лет. В Мэрилендском университете Шмерр провел компьютерное моделирование небольших лунных землетрясений, распространяющихся по подземному лунному льду и взаимодействующих с ним. В каждом случае лед оставлял четкие и измеримые следы на сейсмических данных.
|
|
|
|
Помимо практической ценности для астронавтов, лунный лед также имеет научное значение. Затененные кратеры Луны могут замораживать и удерживать летучие вещества, такие как водяной лед, сохраняя их в нетронутом виде в течение длительных периодов времени — а поскольку сами лунные породы датируются примерно 4 миллиардами лет, изучение этого льда может показать, как вода попала в раннюю Солнечную систему.
|
|
|
|
«Луна стала свидетелем некоторых из наиболее важных этапов развития ранней Солнечной системы, включая то, как вода попала туда», — сказал Шмерр. «Изучение отложившегося там льда может показать, как распространялась вода и, в конечном итоге, как формировались океаны Земли».
|
|
|
|
Исследователям не придется долго ждать, чтобы проверить свои прогнозы. Ожидается, что китайская миссия «Чанъэ-7», которая доставит на орбиту сейсмометр, совершит посадку вблизи кратера Шеклтон в конце 2026 года, и в его окрестностях есть множество предполагаемых залежей льда. В 2028 году астронавты НАСА в рамках программы «Артемида» потенциально развернут Лунную станцию мониторинга окружающей среды — прибор, в разработке которого Шмерр принимал участие для сейсмической разведки.
|
|
|
|
«Наши результаты закладывают основу для наблюдений, которые мы получим в ближайшие пару лет», — сказал Шмерр. «Никто еще физически не измерял лед на Луне, но теперь у нас есть прогноз относительно того, на что следует обратить внимание. Это важный первый шаг».
|
|
|
|
Источник
|
