In de loop van de afgelopen decennia heeft onze voortdurende verkenning van het zonnestelsel enkele verrassende ontdekkingen onthuld. Hoewel we bijvoorbeeld nog geen leven buiten onze planeet hebben gevonden, hebben we ontdekt dat de elementen die nodig zijn voor het leven (dat wil zeggen organische moleculen, vluchtige elementen en water) veel talrijker zijn dan eerder werd gedacht. In de jaren zestig werd aangenomen dat er waterijs op de maan zou kunnen bestaan; en tegen het volgende decennium bevestigden de monsterretourmissies en sondes dit.
Sinds die tijd is er veel meer water ontdekt, wat heeft geleid tot een debat binnen de wetenschappelijke gemeenschap over waar het allemaal vandaan komt. Was het het resultaat van in-situ productie of werd het aan de oppervlakte gebracht door watervoerende kometen, asteroïden en meteorieten? Volgens een recent onderzoek dat is uitgevoerd door een team van wetenschappers uit het VK, de VS en Frankrijk, lijkt het merendeel van het water van de maan afkomstig te zijn van meteorieten die miljarden jaren geleden water aan de aarde en de maan leverden.
Omwille van hun studie, die onlangs verscheen in Nature Communications, onderzocht het internationale onderzoeksteam de monsters van maansteen en aarde die door de Apollo-missies waren teruggegeven. Toen deze monsters oorspronkelijk werden onderzocht bij hun terugkeer naar de aarde, werd aangenomen dat het spoor van de hoeveelheden water die ze bevatten het resultaat was van besmetting door de atmosfeer van de aarde, aangezien de containers waarin de maanstenen werden gebracht niet luchtdicht waren. De maan, zo werd algemeen aangenomen, was kurkdroog.
Uit een onderzoek uit 2008 bleek echter dat de monsters van vulkanische glasparels watermoleculen (46 delen per miljoen) bevatten, evenals verschillende vluchtige elementen (chloor, fluoride en zwavel) die niet het gevolg van verontreiniging konden zijn. Dit werd gevolgd door de inzet van de Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) en de Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) in 2009, die overvloedige watervoorraden rond het zuidelijke poolgebied ontdekten,
Maar wat op het oppervlak werd ontdekt, verbleekte in vergelijking met het water dat eronder werd ontdekt. Bewijs van water in het interieur werd voor het eerst onthuld door de ISRO's Chandrayaan-1 maanorbiter - die de NASA's Moon Mineralogy Mapper (M3) en leverde het aan de oppervlakte. Analyse van deze en andere gegevens heeft aangetoond dat water in het binnenste van de Maan tot een miljoen keer overvloediger is dan wat er aan de oppervlakte is.
De aanwezigheid van zoveel water onder het oppervlak heeft de vraag opgeworpen, waar komt het allemaal vandaan? Terwijl water dat op het maanoppervlak in maanregoliet voorkomt het resultaat lijkt te zijn van interactie met zonnewind, kan dit niet de overvloedige bronnen diep onder de grond verklaren. Een eerdere studie suggereerde dat het van de aarde kwam, omdat de leidende theorie voor de vorming van de maan is dat een groot lichaam van Mars ongeveer 4,5 miljard jaar geleden onze ontluikende planeet heeft getroffen en dat het resulterende puin de maan heeft gevormd. De overeenkomst tussen waterisotopen op beide lichamen lijkt die theorie te ondersteunen.
Volgens Dr. David A. Kring, een lid van het onderzoeksteam dat werd geleid door Jessica Barnes van de Open Universiteit, kan deze verklaring echter slechts ongeveer een kwart van het water in de maan uitmaken. Dit is blijkbaar te wijten aan het feit dat het meeste water de processen die betrokken zijn bij de vorming van de maan niet zou hebben overleefd, en dezelfde verhouding waterstofisotopen zou behouden.
In plaats daarvan onderzochten Kring en zijn collega's de mogelijkheid dat watervoerende meteorieten water aan beide leverden (vandaar de vergelijkbare isotopen) nadat de maan was gevormd. Dr. Kring vertelde Space Magazine via e-mail:
“De huidige studie maakte gebruik van analyses van maanmonsters die waren verzameld door de Apollo-astronauten, omdat die monsters de beste maatstaf vormen voor het water in de maan. We vergeleken die analyses met analyses van meteorietmonsters van asteroïden en ruimtevaartuiganalyses van kometen. ”
Door de verhoudingen van waterstof tot deuterium (ook bekend als "zware waterstof") van de Apollo-monsters en bekende kometen te vergelijken, ontdekten ze dat een combinatie van primitieve meteorieten (koolstofhoudend chondriet-type) verantwoordelijk was voor het merendeel van het water dat in de Moon's interieur vandaag. Bovendien concludeerden ze dat dit soort kometen een belangrijke rol speelden als het gaat om de oorsprong van water in het innerlijke zonnestelsel.
Al geruime tijd hebben wetenschappers betoogd dat de overvloed aan water op aarde gedeeltelijk te wijten kan zijn aan inslagen van kometen, trans-Neptuniaanse objecten of waterrijke meteoroïden. Ook hier was dit gebaseerd op het feit dat de verhouding van de waterstofisotopen (deuterium en protium) in asteroïden zoals 67P / Churyumov-Gerasimenko een vergelijkbaar percentage onzuiverheden tot koolstofrijke chondrieten onthulde die werden gevonden in de coeans van de aarde.
Maar hoeveel van het aardse water werd geleverd, hoeveel er inheems werd geproduceerd en of de maan al dan niet was gevormd met zijn water daar al, is het onderwerp geweest van veel wetenschappelijk debat. Dankzij deze laatste studie hebben we nu misschien een beter idee van hoe en wanneer meteorieten water aan beide lichamen leverden, waardoor we een beter begrip kregen van de oorsprong van water in het innerlijke zonnestelsel.
'Sommige meteorietmonsters van asteroïden bevatten tot 20% water', zegt Kring. 'Dat reservoir van materiaal - dat zijn asteroïden - staat dichter bij het aarde-maansysteem en is logischerwijs altijd een goede kandidaat-bron geweest voor het water in het aarde-maansysteem. De huidige studie laat zien dat dit waar is. Dat water werd blijkbaar 4,5 tot 4,3 miljard jaar geleden geleverd.“
Het bestaan van water op de maan is altijd een bron van opwinding geweest, vooral voor degenen die hopen daar ooit een maanbasis te zien. Door de bron van dat water te kennen, kunnen we ook meer te weten komen over de geschiedenis van het zonnestelsel en hoe het is ontstaan. Het zal ook van pas komen als het tijd is om naar andere waterbronnen te zoeken, wat altijd een factor zal zijn bij het vestigen van buitenposten en zelfs kolonies in het hele zonnestelsel.
