Sokáig úgy véltük, hogy holdunk felszíne csontszáraz, most azonban három különböző űrszonda megfigyeléseiből "egyértelmű bizonyítékot" kaptunk a víz jelenlétéről.

Az új felfedezés, melynek részleteit a Science szeptember 25-i számában publikálják, csupán néhány héttel a szintén a víz nyomai után kutató LCROSS műhold tervezett felszíni becsapódása előtt érkezett. Az LCROSS a Hold déli sarkának örök árnyékba húzódott krátereit veszi célba, hogy a keletkező törmelékmező elemzéséből megállapítsák a víz jelenlétét a Naprendszer egyik leghidegebb területének tartott kráter-együttesben.

A Hold ezzel együtt is szárazabb, mint bármelyik földi sivatag, de nagyon kis mennyiségekben létezik víz a teljes felszínén. A talaj felső rétegben tonnánként körülbelül 1 liter víz található, állítják a kutatók. "Ha a vízmolekulák - vagy csak egy részük - olyan mozgékonyak, mint azt gondoljuk, akkor képesek ellátni egy olyan mechanizmust, ami a tartósan árnyékos kráterekhez való eljutásukat biztosítja" - magyarázta Carle Pieters, a Brown Egyetem bolygógeológusa, az egyik tanulmány vezetője. "Mindez egy teljesen új utat nyit a Hold-kutatásban, de még meg kell ismernünk a fizikáját, hogy ki tudjuk aknázni."


A Lunar Reconnaissance Orbiter radarfelvétele a Hold déli sarkáról, ahol a feltételezett vízjég tárolók találhatók
Amikor az Apollo úrhajósai 40 évvel ezelőtt visszatértek a Holdról, számos kőzetmintát hoztak magukkal. Ezekben is kutatták a víz jeleit, és bár nyomokban találtak vizet, azt földi szennyeződéseknek tulajdonították, mivel a kőzeteket tartalmazó tárolók megsérültek. "A Holdon létező oxigén-izotópok megegyeznek a földiekkel, ezért volt nehéz, vagy inkább lehetetlen különbséget tenni a Hold és a Föld vize között" - mondta Larry Taylor, a Tennessee Egyetem kutatója, aki az indiai Chandrayaan-1 NASA által épített műszerét felügyelte. Taylor az Apollo küldetések óta tanulmányozza a Holdat.

Bár a tudósok gyanították, hogy vízjég készletek rejtőznek a jéghideg déli kráterek mélyén, abban azonban egyetértettek, hogy a Hold többi része száraz. Ezt a nézetet erősen megkérdőjelezték a Chandrayaan-1, a Cassini és a Deep Impact űrszondák megfigyelései, melyek észlelései víz (H2O) vagy hidroxilcsoport (OH) spektrális jeleit tükrözték. Az idejekorán véget ért Chandrayaan-1 küldetés amerikai M3 (Moon Mineralogy Mapper) műszere hidrogén és oxigén közötti kémiai kötésekre utaló jeleket észlelt a felszínről visszaverődő fény hullámhosszaiban. Mivel az M3 csak néhány centiméterre tudott behatolni a regolit rétegbe, a felfedezett víz a felszín legfelső rétegét jellemzi. Az M3 megfigyeléseiből az is kiderült, hogy a víz jelei a sarkvidékekhez közeledve egyre erősödnek.

A Szaturnuszt kutató Cassini az óriásbolygóhoz vezető útja során vetett néhány pillantást a Holdra, még 1999-ben. Akkori észlelései azonban megerősítésül szolgálnak az M3 számára, míg a Deep Impact üstökös-szonda kiterjesztett EPOXI küldetése során, valamint az M3 csapat kérésére infravörös víz és hidroxil észleléseket végzett, útban a 103P/Hartley 2 üstökös felé, amit 2010 novemberében ér el. A Deep Impact akárcsak a Cassini, mindenhol észlelte a jeleket, amik esetében is a sarkvidékeknél voltak a legerősebbek. Mivel a Deep Impact többször is elhaladt egy-egy adott terület fölött, ezért különböző napszakokban is meg tudta vizsgálni a jelek erősségét. A vízre utaló jelek délben voltak a leggyengébbek, amikor a Nap sugarai a legintenzívebben érték a felszínt, szemben a reggeli időszakkal jóval erősebb jeleivel.

"A Deep Impact megfigyelései nem csupán egybehangzóan alátámasztják a víz, vagy hidroxil jelenlétet a holdfelszínen, de azt is elárulják, hogy a teljes felszín hidratálódik a nap bizonyos szakában" - írják a szerzők tanulmányukban. A három szonda felfedezései "egyértelmű bizonyítékkal szolgálnak a hidroxil vagy a víz jelenlétére" - összegzett Paul Lacey a Hawaii Egyetem tudósa, aki egy esszében foglalta össze a három tanulmányt. "Az új adatok a Hold szárazságáról alkotott nézetek felülvizsgálatát követelik."


Összességében az eredmények azt bizonyítják, hogy hidratálódás mögött egy dinamikus folyamat áll, amit a napsugárzás napi ciklusai működtetnek. Gyakorlatilag kétféle víz van a Holdon, az egyik külső forrásokból érkezik, például a víztartalmú üstökösök becsapódásával, a másik azonban magáról a Holdról eredeztethető, aminek létrejöttében a Nap is szerepet játszik. Utóbbi endogén, a forrása feltehetően a napszél, valamint a kőzetek és a talaj kölcsönhatása.

A kőzetek és a regolit megközelítőleg 45 százalékban oxigénből áll, ami elsősorban szilikát anyagokkal keveredik. A napszél főként protonokból, vagyis pozitív töltéssel rendelkező hidrogén atomokból áll. Ha a fénysebesség harmadával száguldó töltéssel rendelkező hidrogének elég erővel csapódnak a holdfelszínbe, képesek szétszakítani a talaj oxigén kötéseit, feltételezi Taylor. Az így keletkező szabad oxigén jó eséllyel alkothat vizet a szabad hidrogénnel, igaz csak egészen kis mennyiségben.

A kutatók szerint a Deep Impact által megfigyelt napi víz/hidroxil körforgás lehetővé teheti a hidroxil és a hidrogén vándorlását a sarkvidékek felé, ahol felgyűlhetnek a napfénytől elzárt területeken.