Des chercheurs démontrent la formation d’eau sur la Lune

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Pour la première fois, une étude interdisciplinaire a mis en évidence des preuves chimiques, physiques et matérielles de la formation d’eau sur la Lune. Deux équipes de l’Université d’Hawaii à Manoa ont collaboré sur le projet: physicochimistes à l’UH Mānoa au département du laboratoire de recherche Keck WM de chimie et d’astrochimie à l’Hawaii Institut de géophysique et planétologie (HIGP).

Des chercheurs montrent comment l’eau s’est formée sur la Lune

Bien que des découvertes récentes venant d’objets en orbite tels que le Lunar Prospector et l’atterrisseur Lunar Crater Observation and Sensing Satellite suggèrent l’existence de glace d’eau aux pôles de la Lune, l’origine de cette eau est restée incertaine. L’eau lunaire représente l’une des conditions essentielles à la colonisation permanente de la Lune en tant que matière première pour la production de combustible et d’énergie (hydrogène, oxygène) et également en tant qu’eau pour boire.

Le professeur de chimie Ralf I. Kaiser et Jeffrey Gillis-Davis de HIGP ont conçu les expériences pour tester la synergie entre les protons d’hydrogène du vent solaire, les minéraux lunaires et les impacts de micrométéorites. Zhu a irradié des échantillons d’olivine, un minéral sec servant de substitut du matériau lunaire, avec des ions de deutérium comme substitut des protons du vent solaire.

Deux expériences pour tester la synergie entre les protons d’hydrogène du vent solaire

Avec le deutérium irradié uniquement « les expériences n’ont révélé aucune trace de formation d’eau, même après une augmentation de la température journalière jusqu’à des températures lunaires de latitude moyenne pendant la journée », a expliqué Zhu. « Mais lorsque nous avons réchauffé l’échantillon, nous avons détecté du deutérium moléculaire, ce qui suggère que le deutérium – ou l’hydrogène – venant du vent solaire peut être stocké dans la roche lunaire. »

Kaiser a ajouté: « par conséquent, une autre source d’énergie élevée pourrait être nécessaire pour déclencher la formation d’eau dans les minéraux de la lune, suivie de sa libération en tant que gaz pouvant être détecté. »

La deuxième série d’expériences sur l’irradiation au deutérium a été suivie d’un chauffage au laser pour simuler les effets thermiques des impacts de micrométéorites. Une rafale d’ions avec des rapports masse sur charge correspondant à ceux de l’eau lourde ionisée une seule fois a été observée en phase gazeuse pendant les impulsions laser. « De l’eau a continué à être produite pendant les impulsions laser après l’augmentation de la température, ce qui suggère que l’olivine stockait les précurseurs d’eau lourde libérés par chauffage au laser », a déclaré Zhu.

Globalement cette étude améliore notre compréhension de l’origine de l’eau

Hope Ishii et John Bradley, de HIGP, ont utilisé la microscopie électronique à balayage à faisceaux d’ions focalisée et la microscopie électronique à transmission au centre de microscopie électronique avancée (HIGP). Ils ont observé des pics superficielles d’une taille inférieure au micromètre, certaines partiellement recouvertes d’une protection, suggérant que la vapeur d’eau s’accumule sous la surface dans les vésicules jusqu’à ce qu’elles éclatent, libérant de l’eau des silicates lunaires lors de l’impact d’une micrométéorite.

« Globalement, cette étude améliore notre compréhension de l’origine de l’eau détectée sur la Lune et d’autres corps sans air de notre système solaire, tels que Mercure et les astéroïdes, et fournit, pour la première fois, un mécanisme fondé et prouvé scientifiquement de la formation de l’eau « , a conclu Jeffrey Gillis-Davis de HIGP.

Cette recherche est décrite dans PNAS

Source : University of Hawaii at Manoa
Crédit photo : Pixabay

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