Ариэль Дойч, аспирант факультета наук о Земле, окружающей среде и планетах Университета Брауна и ведущий автор исследования, говорит, что ограничение возраста отложений важно как для фундаментальной науки, так и для будущих исследователей Луны, которые могут использовать этот лед для топливо и другие цели.
«Возраст этих отложений потенциально может рассказать нам кое-что о происхождении льда, что поможет нам понять источники и распределение воды во внутренней части Солнечной системы», – сказал Дойч. "В целях разведки нам необходимо понимать горизонтальное и вертикальное распределение этих залежей, чтобы понять, как лучше всего получить к ним доступ.
Эти распределения меняются со временем, поэтому важно иметь представление о возрасте."
Для исследования Дойч работал с Джимом Хэдом, профессором Брауна, и Грегори Нойманом из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. Используя данные спутника НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter, который вращается вокруг Луны с 2009 года, исследователи изучили возраст больших кратеров, в которых были обнаружены свидетельства залежей льда на Южном полюсе. Чтобы датировать кратеры, исследователи подсчитывают количество более мелких кратеров, образовавшихся внутри более крупных.
Ученые имеют приблизительное представление о темпах столкновений с течением времени, поэтому подсчет кратеров может помочь установить возраст местности.
Большинство зарегистрированных ледяных отложений обнаружено в крупных кратерах, образованных примерно в 3 раза.1 миллиард лет назад исследование показало, что.
Поскольку лед не может быть старше кратера, это устанавливает верхнюю границу возраста льда. По словам исследователей, тот факт, что кратер старый, не означает, что лед внутри него тоже такой старый, но в этом случае есть основания полагать, что лед действительно старый.
Отложения имеют неоднородное распределение по дну кратеров, что свидетельствует о том, что лед подвергался ударам микрометеоритов и другим обломкам в течение длительного периода времени.
Исследователи говорят, что если эти ледяные залежи действительно древние, это может иметь серьезные последствия с точки зрения разведки и потенциального использования ресурсов.
«Со временем были модели бомбардировки, показывающие, что лед начинает концентрироваться с глубиной», – сказал Дойч. "Так что, если у вас старый поверхностный слой, вы ожидаете большего под ним."
Хотя большая часть льда находилась в древних кратерах, исследователи также нашли доказательства наличия льда в более мелких кратерах, которые, судя по их резким, четко очерченным чертам, выглядят довольно свежими. Это говорит о том, что некоторые месторождения на Южном полюсе попали туда относительно недавно.
"Это было сюрпризом", – сказал Дойч. "Раньше не было никаких наблюдений за льдом в более молодых холодных ловушках."
Исследователи говорят, что если действительно есть отложения разного возраста, это предполагает, что они также могут иметь разные источники. Более старый лед мог быть получен из водоносных комет и астероидов, ударяющихся о поверхность, или из-за вулканической активности, которая привлекала воду из глубины Луны. Но в последнее время вокруг не так много крупных водоносных объектов, и считается, что вулканизм на Луне прекратился более миллиарда лет назад.
Таким образом, более свежие ледяные отложения потребуют других источников – возможно, бомбардировки микрометеоритами размером с горошину или имплантации солнечным ветром.
По словам исследователей, лучший способ узнать наверняка – отправить туда космический корабль, чтобы собрать образцы.
И это кажется на горизонте. Программа НАСА Artemis направлена на то, чтобы отправить людей на Луну к 2024 году, и тем временем планирует запустить множество миссий-предшественников с помощью роботизированных космических кораблей.
Руководитель, соавтор исследования и доктор философии Deutsch.D. советник, говорит, что исследования, подобные этому, помогут сформировать эти будущие миссии.
«Когда мы думаем об отправке людей обратно на Луну для долгосрочного исследования, нам нужно знать, на какие ресурсы мы можем рассчитывать, а в настоящее время мы не знаем», – сказал Хед. "Подобные исследования помогают нам делать прогнозы о том, куда нам нужно идти, чтобы ответить на эти вопросы."