A quantidade de água na superfície lunar varia muito, tanto em função da hora do dia lunar como da latitude em que se encontra.
Ao longo dos últimos temas, a discussão sobre a existência de água na Lua tem dado pano para mangas entre os cientistas, sobretudo após a primeira descoberta inequívoca, em 2008. Desde então, as suas revelações têm aumentado, com níveis relativamente elevados de concentração a serem descobertos, especialmente perto das regiões polares, particularmente em áreas constantemente envoltas em sombra.
A Chang’e 5, a recente missão de amostras da China, não aterrou numa dessas áreas permanentemente sombreadas. Ainda assim, devolveu amostras de solo que se encontravam a uma latitude muito mais elevada do que qualquer outra que tivesse sido previamente recolhida. Agora, um novo estudo mostra que essas amostras de solo contêm água e que o vento solar do Sol afetou diretamente essa água.
A quantidade de água na superfície lunar varia muito, tanto em função da hora do dia lunar como da latitude em que se encontra. Há tanta variabilidade que o teor de água do solo lunar pode ser 200 ppm mais alto ou mais baixo em diferentes alturas do dia. Com tanta variabilidade, parece óbvio que o Sol desempenha um papel significativo no ciclo hidrológico que existe na Lua.
Parte desse papel é controlar o tipo de hidrogénio incorporado no solo lunar. Uma vez que a Lua não tem quase nenhuma atmosfera, as partículas de hidrogénio carregadas que compõem o vento solar podem interagir diretamente com a camada rególita superior na superfície lunar. Quando o fazem, deixam para trás um sinal distinto de que o fazem — uma grande quantidade de átomos de hidrogénio com muito pouco deutério.
O deutério é uma forma mais pesada de hidrogénio com um nêutron extra no seu núcleo. É relativamente raro no vento solar, dado que o nêutron dá a massa extra, tornando-o menos susceptível de ser apanhado pelas forças que criam o vento. Como tal, o hidrogénio e qualquer que seja a água que eventualmente forme a partir do vento solar, ficaria claramente desprovido de moléculas de água que integrem deutério.
Foi exatamente isso que os investigadores da Academia Chinesa de Ciências encontraram em algumas das amostras de solo devolvidas por Chang’e 5. Tinham uma concentração elevada (~1000-2500 ppm) de hidrogénio, mas uma concentração relativamente baixa de deutério. É importante notar que este resultado foi o caso dos primeiros 100 nm de solo recolhidos, mostrando que o efeito do vento solar aparece na camada mais superficial do rególito, como esperado.
Além disso, a concentração global de água na amostra Chang’e 5 foi estimada em cerca de 46 ppm, mesmo em torno do que foi encontrado utilizando a detecção remota antes do aterrador tocar para baixo.
A localização também foi muito importante para este estudo, uma vez que os investigadores tentaram utilizar os resultados da concentração e alimentá-los com um modelo que rastreia o outgassing que foi evidenciado pela água lunar em outras latitudes. Nas latitudes mais elevadas de Chang’e 5, não havia tanta variabilidade como a encontrada nas latitudes mais baixas por missões como Apollo e Luna.
