La misión Chang'e-5 descubre importante mineral rico en agua en el suelo lunar

Un mineral en el polvo lunar recogido por el aterrizador Chang'e-5 de China y transportado a la Tierra fue analizado recientemente, revelando un alto contenido de agua que representa el 41 % de su peso.

Crédito: CAS.

El mineral es similar al novograblenovita, identificado hace pocos años en roca basáltica de la península de Kamchatka en Rusia. Tanto las versiones lunares como terrestres tienen la fórmula química (NH₄)MgCl₃·6H₂O y estructuras cristalinas similares.

Dado que podemos estudiar la novograblenovita en la Tierra, el descubrimiento de un mineral casi idéntico en la Luna puede ofrecernos pistas sobre dónde se esconde el agua lunar y cómo llegó allí, así como sobre la historia del H₂O lunar.

Fundamental para la colonización humana

El origen, la presencia y la distribución del agua en la Luna siguen siendo algo misterioso. Es un aspecto que los científicos quieren descifrar, ya que la procedencia de la humedad lunar y su ubicación actual son componentes importantes de la historia del sistema Tierra-Luna.

Además, conocer dónde se encuentra el agua es crucial para futuras misiones de exploración lunar, ya que los humanos necesitan agua para sobrevivir.

Se ha encontrado agua en muestras lunares antiguas antes, atrapada en pequeñas esferas de vidrio producidas cuando el material superficial se derrite y forma lo que se conoce como esferulitas. Las detecciones de señales de agua en el espectro de luz reflejada desde la superficie lunar sugieren que hay mucha más allí arriba, en algún lugar.

Una idea prevalente es que está ligada a minerales que componen el regolito lunar. Sin embargo, estudios anteriores han sugerido que el hidrógeno y el oxígeno presentes en el terreno lunar podrían estar en forma de otras moléculas de hidroxilo, compuestos formados por hidrógeno y oxígeno en proporciones diferentes a las del agua.

Fuente de agua

Cuando aterrizó en la Luna en diciembre de 2020, Chang'e-5 hizo un descubrimiento pionero: la primera detección in situ de lo que parecía ser agua en una roca lunar. No estaba claro, empero, si la detección era realmente agua molecular u otra molécula de hidroxilo. Eso requería un análisis más detallado del que podía proporcionar un aterrizador robótico.

Ahora, científicos en la Tierra, liderados por los físicos Shifeng Jin y Munan Hao de la Academia China de Ciencias (CAS), han realizado ese análisis, sometiendo las muestras enviadas a nuestro planeta por la misión Chang'e-5 a técnicas de difracción de cristal de rayos X y análisis de isótopos químicos para determinar si el regolito lunar contiene agua u otra cosa.

Sus esfuerzos revelaron la presencia de agua molecular, con el mineral (NH₄)MgCl₃·6H₂O conteniendo hasta seis cristales de agua.

Arriba a la izquierda, el diminuto grano de mineral encontrado que contiene agua. Crédito: Jin et al., Nat. Astron., 2024.

La novograblenovita rara vez se forma en la Tierra, emergiendo de la interacción de basalto caliente con gases volcánicos ricos en agua y amoníaco. El mineral lunar no es exactamente el mismo —el isótopo de cloro encontrado en él tiene una composición diferente a los isótopos de cloro terrestres—, pero su mecanismo de formación es probablemente muy similar.

Esto sugiere que una fuente lunar de agua y amoníaco existió cuando la actividad volcánica estaba activa en el pasado de la Luna.

«El análisis termodinámico muestra que el límite inferior del contenido de agua en el gas volcánico lunar en ese momento era comparable al del volcán más seco de la Tierra hoy en día, el Volcán Lengai», escribió la CAS en un comunicado. «Esto revela una historia compleja de desgasificación volcánica, que es de gran importancia para explorar la evolución de la Luna».

El hallazgo también sugiere una fuente previamente desconocida de agua en la Luna: sales hidratadas. Esto es mucho más estable que el hielo de agua, lo que sugiere que podría estar disponible incluso en áreas de la Luna frecuentemente bañadas por la luz solar, reduciendo nuestra posible dependencia futura del hielo de agua secuestrado en cráteres sombreados en los polos lunares.

El estudio describiendo los resultados de los análisis ha sido publicado en Nature Astronomy.

Fuente: CAS/SciAl. Edición: MP.