Khi lần đầu tiên đặt chân lên Mặt trăng, các phi hành gia Apollo 11 đã vẽ một bức tranh về phong cảnh như một sa mạc khô xương. Đã có một số tranh luận về việc nước đến từ đâu, nhưng bây giờ hai nhà nghiên cứu của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quốc gia ở Paris, Pháp, đã xác định rằng phần lớn nước trong đất trên bề mặt Mặt trăng được hình thành do các proton trong gió mặt trời va chạm với oxy trong bụi mặt trăng, thay vì từ các tác động của sao chổi hoặc thiên thạch.
Gợi ý đầu tiên rằng có nước trên Mặt trăng xuất hiện khi Chandrayaan-1 của Ấn Độ tìm thấy gợi ý về nước trên bề mặt mặt trăng khi đo độ nhúng của ánh sáng mặt trời phản xạ ở bước sóng chỉ được hấp thụ bởi nước và hydroxyl, một phân tử chứa một nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy.
Để giúp làm rõ bức tranh này, các nhà khoa học của NASA đã chuyển sang dữ liệu được thu thập bởi hai tàu thăm dò không gian của họ - tàu thăm dò Cassini, bay trên mặt trăng vào năm 1999 trên đường tới Sao Thổ và tàu vũ trụ Deep Impact của NASA, bay qua mặt trăng vào tháng 6 năm 2009 vi tuyến đường đến một cuộc chạm trán với sao chổi Hartley 2. Cả hai tàu vũ trụ đã xác nhận bằng chứng về nước và hydroxyl, các phân tử có khả năng cả hai có mặt trên mặt trăng.
Có ba cách giải thích về việc nước đó đến đó như thế nào. Sao chổi và thiên thạch là hai khả năng, trong khi những người khác tin rằng nó có thể do gió mặt trời gây ra. Trong trường hợp thứ hai, nước sẽ được hình thành bởi các luồng plasma phát ra từ bầu khí quyển phía trên mặt trời và đập các proton năng lượng cao vào bề mặt mặt trăng. Các tia vũ trụ từ bên ngoài hệ mặt trời cũng có thể bơm các ion vào đá mặt trăng, gây ra những thay đổi hóa học tạo ra nước.
Để tìm ra nguồn nước thích hợp nhất, Alice Stephant và Francois Robert đã đo tỷ lệ hydro và deuterium trong các mẫu đất từ các nhiệm vụ của Apollo 16 và Apollo 17. Họ đã chạy các mẫu thông qua một loại máy quang phổ khối không chỉ phát hiện ra đồng vị nào có mặt mà còn ở sâu trong mẫu bề mặt.
Khi nghiên cứu các hạt đất nhỏ của các mẫu đất mặt trăng, họ đã phát hiện ra rằng việc giảm oxy từ silicat trong đất bằng các proton từ gió mặt trời gần như chắc chắn là phương tiện tạo ra nước. Họ đã đi đến kết luận đó thông qua việc xác định tỷ lệ đồng vị lithium trong các mẫu đưa ra tỷ lệ đồng vị cho hydro. Từ đó, họ đã có thể tính được tỷ lệ deuterium-hydro mà họ so sánh với lượng nước thực sự có trong mẫu hạt.
Bởi vì có xu hướng có nhiều deuterium hơn từ mặt trời, mỗi nguồn nước mặt trăng có thể sẽ cho một tỷ lệ khác nhau. Sao chổi và thiên thạch có tỷ lệ đặc biệt, trong khi các proton từ gió mặt trời hoặc tia vũ trụ mỗi loại sẽ có tỷ lệ khác nhau.
Những gì họ tìm thấy là trung bình, các hạt chỉ chứa 15 phần trăm nước từ một nơi khác (có lẽ là sao chổi hoặc thiên thạch) khiến phần còn lại được hình thành do tương tác gió mặt trời. Họ cũng lưu ý rằng đối với một số mẫu, tất cả nước là do tương tác của gió mặt trời.
Chúng tôi xác nhận kết quả đó, đã nói Stephant. Các tác động của thiên thạch và sao chổi giàu nước không mang lại lượng nước quan trọng trên bề mặt mặt trăng.
Alberto Saal tại Đại học Brown ở Providence, Rhode Island, hài lòng với kết quả này. Tôi nghĩ rằng hầu hết nước trên bề mặt mặt trăng đến từ việc cấy gió mặt trời rất có thể là chính xác, ông nói.
Trong bài báo của họ được xuất bản trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, Alice Stephant và François Robert mô tả nghiên cứu của họ và kết quả họ tìm thấy. Tuy nhiên, họ cũng nhanh chóng chỉ ra rằng kết luận của họ chỉ liên quan đến nước được tìm thấy trên bề mặt của mặt trăng - trong khi nguồn gốc của nước bên dưới bề mặt vẫn còn mở để giải thích.
Đọc thêm: PNAS
