Bild av samlingen av Rusty Rock, 66095, på månytan med månmodulpilot, Charlie Duke och befälhavaren John Young. April 1972. Kredit:NASA
Månen är sannolikt mycket torr i sitt inre enligt en ny studie från forskare vid Scripps Institution of Oceanography vid University of California San Diego, publicerad 21 augusti, 2017 i Proceedings of the National Academy of Sciences .
Frågan om månens fuktighet spelar roll eftersom mängden vatten och andra flyktiga (lätt förångade) element och föreningar ger ledtrådar till månens historia och hur den bildades.
"Det har varit en stor fråga om månen är våt eller torr. Det kan verka som en trivial sak, men det här är faktiskt ganska viktigt, sa James Day, en geokemist vid Scripps Institution of Oceanography och den ledande författaren till studien finansierad av NASA Emerging Worlds-programmet. "Om månen är torr - som vi har trott de senaste 45 åren, sedan Apollo-uppdragen – det skulle vara förenligt med månens bildande i någon sorts katastrofal nedslagshändelse som bildade den, sa Day.
Resultaten i detta dokument tyder på att när månen bildades var den "mycket, mycket, varm, " sa Day. "I huvudsak ett hav av magma."
Day och hans medförfattare tror att det skulle ha varit så varmt att allt vatten, eller andra föreningar och grundämnen som är flyktiga under förhållanden på månen, såsom zink, skulle ha avdunstat mycket tidigt i månens historia.
De kom fram till denna slutsats efter att ha analyserat fragment av "Rusty Rock, "en sten som samlades in från månens yta under Apollo 16-uppdraget 1972.
Korspolariserad ljusbild (0,07 mm synfält) av en del av det inre av månens "Rusty Rock"-slagsmältbreccia. Grå mineraler är plagioklaskorn och ljusa korn är pyroxenkorn. Kredit:NASA
"Det är den enda stenen från månen som kom tillbaka med vad som såg ut att vara rost på dess yttre ytor, sa Day.
Implikationerna av Rusty Rock har mystifierat forskare under lång tid - vatten är en av de väsentliga ingredienserna i rost, så var kan det vattnet ha kommit ifrån? Vissa spekulerade i att vattnet kunde ha varit landbaserat, men ytterligare tester visade att stenen och rosten var månens ursprung.
De nya kemiska analyserna som Day och hans team tillämpade på Rusty Rock avslöjade att stenens sammansättning överensstämmer med att den kommer från ett mycket torrt inre.
"Det är lite av en paradox, " sa Day. "Det är en våt sten som kommer från en mycket torr inre del av månen."
Day fann att rosten på Rusty Rock är full av lättare isotoper av zink, vilket betyder att det antagligen är produkten av zinken som kondenserar på månens yta efter att ha avdunstat under den svällande perioden då månen bildas.
"Zink är ett flyktigt ämne, så det beter sig lite som vatten under förhållanden av månbildning, " sa Day. "Det är ungefär som moln som bildas från havet; molnen är rika på lätta syreisotoper, och havet är rikt på tunga syreisotoper."
Närbildsfoto av metalliska salter eller "rost" på ytan av 66095 - månens "Rusty Rock". Observera utseendet på en skorpa under de färgade salterna. 10 x förstoring. NASA S72-48424. Kredit:NASA
På samma sätt, han sa, månens inre måste vara berikat på de tunga isotoperna och ha utarmats i de lätta isotoperna och de flyktiga elementen. Betydelse:torr.
"Jag tror att den rostiga klippan under lång tid sågs som en sorts denna konstiga nyfikenhet, men i verkligheten, det berättar något mycket viktigt om månens inre, " sa Day. "Dessa stenar är gåvorna som fortsätter att ge eftersom varje gång du använder en ny teknik, dessa gamla stenar som samlades in av Buzz Aldrin, Neil Armstrong, Charlie Duke, John Young, och Apollo-astronautpionjärerna, du får dessa underbara insikter."
Men de insikter som Day har hämtat från en månartefaktkörning i motsats till nyligen publicerade resultat från en annan. I en tidning publicerad den 24 juli, 2017 i Nature Geoscience, forskare från Brown University analyserade glasavlagringar som hittats på månens yta och drog slutsatsen att närvaron av vatten i dessa avlagringar tyder på att månens inre faktiskt är vått.
Men Day är skeptisk till dessa resultat.
"Deras studie säger att alla avlagringar av glaspärlor på månens yta är "våta, ' vilket är en fantastisk observation. Dock, de kan inte klargöra mekanismen för deras bildning, " han sa.
En av Days doktorander, Carrie McIntosh, arbetar just nu med glaspärlorna och sammansättningen av avlagringarna.
"Det är dit vi ska härnäst, " sa Day. "Det verkar som det logiska nästa steget att försöka lösa det här problemet."