Российские ученые поняли, как исследовать древнюю космическую воду на расстоянии

Им помогли в этом минералы оливины, которые имеются на многих планетах

 Как сообщили «МК» в Минобрнауки России, сотрудникам ГЕОХИ РАН, которым помогали в работе их китайские коллеги из Университета Уханя, удалось найти новые маркеры наличия воды при удалённом зондировании безатмосферных тел Солнечной системы. Такими маркерами оказались инфракрасные спектры отражения минерала оливина, в состав которого, как правило входят фрагменты воды – гидроксильные группы.

– Если мы говорим про воду, имеющуюся на той или иной планете в настоящем времени, мы можем определить ее спектры напрямую, – говорит участник группы разработчиков, старший научный сотрудник Лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова, кандидат физико-математических наук Сергей ВОРОПАЕВ. – Но как определить изотопный состав воды, существовавшей на небесном теле в прошлом? К примеру той воды, что существовала раньше в мантии Луны? Наша группа нашла  очень удобный индикатор показателя типа такой воды – спектры оливинов. Когда эти минералы кристаллизовались, они сохранили в себе следы той, древней воды, а мы научились определять ее следы при помощи спектроскопии.

Сергей Воропаев привел пример с летящим сейчас к Меркурию американским аппаратом BepiColombo. По четким спектральным линиям оливины будут наверняка им обнаружены, но вот сама вода и ее изотопный состав – вряд ли. Преимущество наших ученых и в том, что они научились по спектру минерала определять – «легкая» или «тяжелая» вода существовала раньше на той или иной планете.

Численная модель оливина с включенными фрагментами воды (гидроксильной группы), которые обозначены белым цветом. Фото предоставлено ГЕОХИ РАН.

Справка «МК». Разные изотопы воды определяют тип ее возможного применения. К примеру, «лёгкая» (изотопно лёгкая) вода (H2O) может являться питьевой, а «тяжёлая» (D2O) – смертельно опасна для здоровья, но при этом может быть использована для ракетного топлива.  Источниками «легкой» воды могут быть углистые хондриты – метеориты, которые падают на поверхности Луны и планет, источниками «тяжелой» – кометы.

Знание прошлого Луны и планет очень важно для ученых, которые моделируют процессы эволюции различных тел Солнечной системы. 

 Работа в лаборатории началась с того,  что исследователи откалибровали наземный инфракрасный спектрометр: положили в него оливин и измерили  образцы с разным содержанием воды. В зависимости от того, как смещались его линии в приборе, они соотнесли их с «тяжелой» формой следов воды в оливине или с «легкой». 

Следующим шагом будет взаимодействие с разработчиками российских аппаратов «Луна-26» или «Луна-27» из Института космических исследований РАН, которые будут интерпретировать данные бортового ИК-спеткрометра, используя новые данные ГЕОХИ РАН.

– Мы должны будем подсказать создателям нашего лунного космического аппарата, куда именно надо смотреть, чтобы найти следы воды в лунном оливине, – уточняет Воропаев.

– Правильно ли я поняла, что на сегодняшний день ученым неизвестно, какой изотопный состав был у древней воды в мантии Луны?

– Действительно, нам это неизвестно. Есть предположение, что она может оказаться «тяжелой», дейтерированной. Если нам удастся узнать это при помощи приборов на лунной орбите, будущие поколения смогут использовать нашу программу и для исследования других планет, того же Меркурия или Марса.