В 2008 году группа американских геохимиков под руководством Альберто Сааля (Alberto Saal) заново изучила образцы лунного грунта, которые почти четыре десятилетия пролежали в земных лабораториях. Их доставили астронавты миссий «Аполлон-15» и «Аполлон-17». И то, что раньше ускользало от приборов, наконец проявилось: в крошечных стеклянных шариках из «зелёных» и «оранжевых» проб грунта обнаружилась вода. Причём в концентрациях, сопоставимых с теми, что встречаются в земной магме.

Это открытие перевернуло представление о Луне как об абсолютно сухом мире. Но ещё интереснее — как именно учёные пришли к такому выводу и почему раньше вода оставалась невидимой.

Стеклянные капли из вулканических фонтанов

Те самые шарики — сферы диаметром от 0,1 до 0,7 миллиметра — скорее всего, родились в огненных фонтанах древних лунных вулканов. Расплавленная порода вырывалась из недр и мгновенно застывала в вакууме стеклянными каплями. Произошло это не позднее трёх миллиардов лет назад, а возможно, и раньше. Внутри этих стёкол, как в капсулах времени, законсервировались следы летучих веществ из лунной мантии.

Когда астронавты впервые привезли такие образцы на Землю, методики анализа не позволяли уловить воду в концентрации ниже 50 молекул H₂O на миллион частиц (ppm). Ничего не обнаружив на этом пороге, большинство исследователей заключили: воды на Луне нет. Логика казалась безупречной: при рождении спутника — согласно господствующей теории, в результате столкновения Земли с телом размером с Марс — температуры были столь высоки, что все летучие вещества должны были испариться. Близость изотопного состава кислорода и других элементов у Земли и Луны лишь подкрепляла эту модель.

Однако за прошедшие сорок лет чувствительность приборов выросла более чем в десять раз. И тогда стеклянные шарики заговорили.

Что показал новый анализ

Команда Сааля измерила концентрацию воды в образцах и получила значения до 46 ppm. Но главное — учёные проследили, как эта концентрация меняется от центра шарика к его краям. Такой профиль позволил исключить возможность позднего загрязнения: если бы вода попала в стекло уже на Земле, она распределилась бы иначе. Вместо этого данные указывали на то, что вода изначально присутствовала в расплаве, а затем частично улетучивалась с поверхности капли при застывании.

По разным моделям, исходная концентрация воды в магме могла составлять от 260 до нескольких тысяч ppm, с наиболее вероятным значением около 750 ppm. Для сравнения — это не меньше, чем в мантии Земли. Иными словами, Луна вовсе не была стерильно сухой с самого начала.

Откуда вода и куда делась

Результаты ставят перед учёными два острых вопроса. Первый: как вода вообще сохранилась при том чудовищном разогреве, который должен был сопровождать гигантское столкновение, породившее Луну? Возможно, часть летучих веществ уцелела вопреки всему. А возможно, вода была привнесена позже — ударами астероидов и комет, пока спутник ещё не до конца сформировался. Пока однозначного ответа нет.

Второй вопрос касается дальнейшей судьбы лунной воды. Известно, что любая влага, оказавшаяся на поверхности, почти мгновенно улетучивается: слабая гравитация Луны не способна удержать атмосферу, подобную земной. Однако остаётся надежда, что часть поверхностной воды превратилась в лёд и скопилась вблизи полюсов — в кратерах, куда никогда не заглядывает солнце. Если это так, то древняя вода, когда-то бурлившая в недрах, возможно, до сих пор прячется в вечной тени.

Открытие Сааля и его коллег, опубликованное в журнале Nature, не просто добавило новую строчку в учебники. Оно заставило пересмотреть историю Луны — и, как это часто бывает в науке, породило больше вопросов, чем ответов. Впрочем, сам факт, что сорокалетние образцы способны рассказать нечто принципиально новое, пожалуй, и есть лучшая иллюстрация того, как далеко шагнули методы исследований. И напоминание: даже в самом, казалось бы, изученном материале могут скрываться сюрпризы, которых никто не ждал. Кстати, о неожиданных находках в древних объектах мы недавно рассказывали в материале «В этом камне VIII века до н.э. обитала душа — и учёные не нашли тела» — там тоже привычные представления столкнулись с упрямыми фактами. Луна, похоже, не исключение.