כאשר דרכו לראשונה על הירח, האסטרונאוטים אפולו 11 ציירו תמונה של הנוף כמדבר יבש עצם. יש ויכוחים באשר לאן הגיעו המים, אולם כעת שני חוקרים במוזיאון הלאומי להיסטוריה טבעית בפריס, צרפת, קבעו כי מרבית המים באדמה על פני הירח נוצרו עקב פרוטונים. ברוח השמש המתנגשת עם חמצן באבק ירחי, ולא מהשפעות שביט או מטאוריט.
הרמזים הראשונים שיש מים על הירח הגיעו כשצ'אנדריין -1 בהודו מצא רמזים למים על פני הירח כשמדד טבילה באור שמש משתקף באורך גל שנספג רק במים והידרוקסיל, מולקולה שמכילה אטום אחד של מימן ואטום אחד של חמצן.
כדי לעזור להבהיר תמונה זו, מדעני נאס"א פנו לנתונים שנאספו על ידי שניים מחללי החלל שלהם - גשושית קאסיני, שהזמינה את הירח בשנת 1999 בדרכה לסטורן, והחללית Deep Impact של נאס"א, שעפה על פני הירח ביוני 2009 מסלול למפגש עם שביט הרטלי 2. שתי החלליות אישרו את העדויות למים והידרוקסיל, מולקולות שככל הנראה שתיהן נמצאות על הירח.
היו כנראה שלוש הסברים כיצד המים האלה הגיעו לשם. שביטים ומטאוריטים היו שתי אפשרויות, בעוד שאחרים האמינו שזה יכול להיגרם על ידי רוח סולארית. במקרה האחרון, המים היו נוצרים על ידי זרמי פלזמה הנובעים מהאטמוספירה העליונה של השמש ומנפצים פרוטונים בעלי אנרגיה גבוהה אל פני הירח. קרניים קוסמיות מחוץ למערכת השמש עלולות להזרים יונים גם לסלעים הירחיים ולגרום לשינויים כימיים שיוצרים מים.
כדי לברר את מקור המים הסבירי ביותר, אליס סטפנט ופרנסואה רוברט מדדו את היחס בין מימן לדאוטריום בדגימות אדמה ממשימות אפולו 16 ואפולו 17. הם העבירו את הדגימות דרך סוג של ספקטרומטר המוני שלא רק מגלה אילו איזוטופים קיימים אלא עד כמה הם עמוקים במדגם פני השטח.
במחקר גרגרים זעירים של דגימות אדמה ירח, הם גילו שהפחתת החמצן מסיליקט באדמה על ידי פרוטונים מרוח השמש הייתה כמעט בוודאות האמצעי להפקת המים. הם הגיעו למסקנה זו באמצעות קביעת יחס האיזוטופ של ליתיום בדגימות שנתנו את היחס האיזוטופי למימן. מכאן הם הצליחו לחשב את יחס הדוטריום-מימן אותו הם השוו לכמות המים בפועל במדגם הגרגירים.
מכיוון שנוטה להיות יותר דויטריום רחוק יותר מהשמש, כל מקור אפשרי של מים ירח צריך לתת יחס שונה. לשבבים ולמטאוריטים יש פרופורציות מובחנות, בעוד שלפרוטונים מהרוח השמש או מהקרניים הקוסמיות היו לכל אחד יחסים שונים.
מה שהם מצאו הוא שבממוצע, הגרגירים הכילו רק 15 אחוז מים ממקום אחר (יש להניח כי שביטים או מטאוריטים) והותירו את השאר להיווצר בגלל האינטראקציה בין הרוח הסולארית. הם מציינים גם כי עבור כמה דגימות, כל המים נבעו מאינטראקציה בין הרוח השמש.
"אנו מאשרים את התוצאה הזו," אמר סטפנט. "השפעות מטאוריט ושביט עשירים במים לא מביאים כמויות חשובות של מים על פני הירח."
אלברטו סאל מאוניברסיטת בראון בפרובידנס, רוד איילנד, מרוצה מהתוצאה. "אני חושב שהרעיון שרוב המים על פני הירח מקורם בהשתלות רוח סולאריות הוא כנראה נכון", הוא אומר.
בעיתונם שפורסם ב הליכי האקדמיה הלאומית למדעים, אליס סטפנט ופרנסואה רוברט מתארים את המחקר שלהם ואת התוצאות שמצאו. עם זאת, הם מיהרו גם לציין כי מסקנותיהם מתייחסות רק למים שנמצאו על פני הירח - ואילו מקור המים מתחת לפני השטח עדיין פתוח לפרשנות.
קריאה נוספת: PNAS
