Геологи використовуватимуть сейсмічні хвилі для виявлення льоду на Місяці.

Виявлення води під поверхнею Місяця є значно складнішим завданням, ніж може здаватися на перший погляд. Багато родовищ залишаються непоміченими на зображеннях, отриманих з орбіти. Геологи пропонують шукати їх, спостерігаючи за слабкими сейсмічними хвилями, які періодично проходять через надра цього супутника Землі. У замерзлому ґрунті ці коливання розповсюджуються набагато швидше, ніж у сухому пилу.

Навіщо потрібен місячний лід

Замерзла вода, що міститься в ґрунті Місяця, є надзвичайно корисним ресурсом. Для майбутніх лабораторій і житлових комплексів на супутнику знадобиться надійне джерело води, з якої можна отримувати не лише рідину, а й кисень та елементи для виробництва ракетного пального. Доставляти такі запаси з Землі буде значно дорожче.

Дослідницька команда під керівництвом Гаррісона Лізабета з Національної лабораторії Лоуренса в Берклі включала геологів з університетів Меріленду та Гаваїв. Результати їхньої роботи були опубліковані в рецензованому журналі Science Advances, як повідомляє Universe Today.

Походження цієї води досі остаточно не з'ясоване. Частину могли принести комети та астероїди, решту вивільнили хімічні реакції під дією сонячного вітру. Ймовірніше, що запаси накопичувалися мільйони і навіть мільярди років, а не з'явилися після одного удару.

Швидкість хвиль у мерзлому ґрунті

Під час землетрусів механічні коливання проникають у глибини планети, а їхня швидкість залежить від щільності та еластичності порід. Завдяки цій характеристиці на Землі можна встановити структуру підземних шарів. Аналогічна методика може бути використана й для нашого Місяця.

У зоні, де присутній лід, хвилі переміщуються в два-три рази швидше, ніж у сухому реголіті. Заморожена вода, що оточує частинки пилу, надає цій області більшої жорсткості, внаслідок чого частина енергії відбивається назад. Як зазначає Ніколас Шмерр з університету Меріленду, саме за такими відбиттями можна оцінити приблизний обсяг ресурсу.

Льодові відкладення в затінених кратерах мають велику цінність не лише через своє існування. В них може міститися матеріал, який був доставлений кометами на початкових етапах формування Сонячної системи. Ніколас Шмерр впевнений, що дослідження такого льоду допоможе з'ясувати, яким чином вода розповсюджувалася в системі та звідки виникли океани на Землі.

Три методи визначення льоду

Метод було протестовано за допомогою трьох окремих підходів, кожен з яких зосереджувався на різних аспектах проблеми. У процесі дослідження врахували характеристики ґрунту, температурні умови в полярних регіонах, а також поширення коливань через матеріал. Усі три методики виявили явні ознаки наявності замерзлої води в отриманих даних.

Найяскравіше враження справив лабораторний етап дослідження. Вулканічну породу з Аризони подрібнили до консистенції, що нагадує місячний пил, зволожили та заморозили, а згодом просвічували рентгенівськими променями. Отримані зображення продемонстрували, що лід заповнює простори між частинками та скріплює їх, подібно до цементу.

Найближча нагода для перевірки

Можливість реалізації ідеї безпосередньо на Місяці стане реальністю вже найближчим часом. Китайський космічний апарат "Чан'е-7", оснащений сейсмометром, готується до відправлення, а вікно для запуску відкриється в кінці серпня 2026 року. Заплановано, що посадка відбудеться на освітленій частині гребеня кратера Шеклтон, розташованого поблизу південного полюса, неподалік від місць, де можуть бути запаси замерзлої води.

Наступний крок за американською програмою. У межах місії Artemis 2028 року на поверхню має потрапити станція екологічного моніторингу з приладами для реєстрації коливань. Тоді й стане зрозуміло, чи проявляться передбачені ознаки льоду в реальних умовах.