Uma nova análise de mapas dos lados próximo e distante da Lua mostra que há múltiplas fontes de água e hidroxila nas rochas e solos iluminados pelo Sol, incluindo rochas ricas em água escavadas por impactos de meteoros em todas as latitudes.

"Futuros astronautas podem ser capazes de encontrar água até perto do equador explorando essas áreas ricas em água. Anteriormente, pensava-se que apenas a região polar, e em particular, as crateras profundamente sombreadas nos polos eram onde a água poderia ser encontrada em abundância", disse Roger Clark, Cientista Sênior do Planetary Science Institute. "Saber onde a água está localizada não só ajuda a entender a história geológica lunar, mas também onde os astronautas podem encontrar água no futuro."

Clark é o autor principal do artigo "A distribuição global de água e hidroxila na Lua, vista pelo mapeador de mineralogia lunar (M3)", publicado no Planetary Science Journal .

Clark e sua equipe de pesquisa, que inclui os cientistas do PSI Neil C. Pearson, Thomas B. McCord, Deborah L. Domingue, Amanda R. Hendrix e Georgiana Kramer, estudaram dados do espectrômetro de imagens lunar Mineralogy Mapper (M3) na espaçonave Chandrayaan-1, que orbitou a lua de 2008 a 2009, mapeando água e hidroxila nos lados próximo e distante da lua com mais detalhes do que nunca.

Localizar água nas partes iluminadas pelo sol da lua usa espectroscopia infravermelha para procurar as impressões digitais de água e hidroxila (um grupo químico funcional com um átomo de hidrogênio e um de oxigênio) no espectro da luz solar refletida no infravermelho. Enquanto uma câmera digital registra três cores na parte visível do espectro, o instrumento M3 registrou 85 cores do espectro visível para o infravermelho.

Assim como vemos cores diferentes de materiais diferentes, o espectrômetro infravermelho pode ver muitas cores (infravermelhas) para determinar melhor a composição, incluindo a água (H 2 O) e a hidroxila (OH). A água pode ser coletada diretamente pelo aquecimento de rochas e solos. A água também pode ser formada por reações químicas liberando hidroxila e combinando quatro hidroxilas para criar oxigênio e água (4(OH) -> 2H 2 O + O 2 ).

Ao estudar a localização e o contexto geológico, Clark e sua equipe foram capazes de mostrar que a água na superfície lunar é metaestável, o que significa que H 2 O é lentamente destruída ao longo de milhões de anos, mas com hidroxila, OH, permanecendo. Um evento de cratera que expõe rochas ricas em água do subsolo ao vento solar se degradará com o tempo, destruindo H 2 O e criando uma aura difusa de hidroxila, OH, mas a destruição é lenta, levando de milhares a milhões de anos.

Em outro lugar na superfície lunar, aparece uma pátina de hidroxila, provavelmente criada a partir do impacto de prótons do vento solar na superfície lunar, destruindo minerais de silicato onde os prótons se combinam com o oxigênio nos silicatos para criar hidroxila, em um processo chamado intemperismo espacial.

A lua é composta principalmente de dois tipos de rochas: o mare escuro, que é basáltico (lava como a vista no Havaí), e rochas anortositas, que são mais leves (as terras altas lunares). Os anortositas contêm muita água, os basaltos, muito pouca. Os dois tipos de rochas também contêm hidroxila ligada a diferentes minerais.

Este estudo lança nova luz sobre mistérios previamente conhecidos. Quando o sol está brilhando na superfície lunar em diferentes horas do dia, a força da absorção de água e hidroxila muda. Isso levou ao cálculo de que muita água e hidroxila tinham que estar se movendo ao redor da lua em um ciclo diário.

No entanto, este novo estudo mostrou que absorções minerais muito estáveis de água e hidroxila mostram o mesmo efeito diário, mas em minerais, como piroxênio, um mineral de silicato ígneo comum nos solos lunares, eles não evaporam em temperaturas lunares. A razão para este efeito é, em vez disso, devido a uma fina camada de composição enriquecida e/ou tamanho de partícula do solo que é diferente de mais profundo no solo.

Quando o sol está baixo no céu lunar, a luz é transmitida através de mais da camada superior, fortalecendo as absorções infravermelhas, em comparação a quando o sol está alto no céu. Ainda pode haver água se movendo, mas para quantificar o quanto, novos estudos precisarão quantificar os efeitos de camadas também. Os rastros dos rovers lunares são mais escuros nas imagens dos rovers da era Apollo, outro indicador de que a camada da superfície é fina e diferente.

Relacionadas à fina camada superficial estão as expressões de características enigmáticas na lua chamadas de redemoinhos lunares, padrões difusos na luz visível em várias áreas da lua. Acredita-se que campos magnéticos desempenham um papel na formação de redemoinhos ao desviar o vento solar, o que também reduziria a produção de hidroxila.

Um estudo anterior liderado pela Cientista Sênior do PSI Georgiana Kramer e coautorado por R. Clark mostrou que os redemoinhos lunares são deficientes em hidroxila. O novo estudo confirma isso, mas também mostra mais complexidade, pois os redemoinhos também têm baixo teor de água, mas às vezes têm mais teor de piroxênio.

Este novo estudo com mapas globais de hidroxila também mostra áreas nunca antes vistas que são semelhantes a redemoinhos conhecidos, mas não têm padrões difusos vistos na luz visível, portanto, só podem ser vistos na absorção de hidroxila . Essas novas características podem ser redemoinhos erodidos antigos e incluem novos tipos, incluindo arcos e características lineares.

Ao mapear a Lua de novas maneiras como essa, podemos ver que a superfície lunar está se mostrando mais complexa do que imaginávamos.