Sebuah studi interdisipliner untuk pertama kalinya mengungkap bukti kimiawi, fisik dan material untuk pembentukan air di bulan. Dua tim dari Universitas Hawaii di Mnoa berkolaborasi dalam proyek ini: ahli kimia fisik dari Departemen Kimia UHMnoa, laboratorium penelitian kimia surya WM Keck, dan ilmuwan planet dari Institut Geofisika dan Penelitian Planet Hawaii (HIGP) Hawaii. Meskipun pengamatan oleh Lunar Prospector dan kawah pendaratan keras Bulan, satelit sensor dan kendaraan orbital lainnya telah menemukan bahwa air es ada di kutub bulan, sumber air ini masih belum pasti. Air bulan adalah salah satu syarat utama untuk fiksasi permanen di bulan. Ini bukan hanya bahan mentah untuk produksi bahan bakar dan energi (hidrogen, oksigen), tetapi juga "air minum".
Hasil penelitian terobosan ini diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences. Profesor Ralf I. Kaiser bidang kimia dan Jeffrey Gillis-Davis dari HIGP merancang eksperimen ini untuk menguji sinergi antara angin matahari, mineral bulan, dan proton hidrogen dari dampak mikrometeorit. Sampel olivin, yang merupakan mineral kering, merupakan pengganti bahan bulan, dan ion deuterium merupakan pengganti proton angin matahari. Bahkan jika suhu dinaikkan ke suhu siang hari garis lintang pertengahan bulan, percobaan tidak menemukan jejak pembentukan air. Tetapi ketika para peneliti memanaskan sampel, molekul deuterium terdeteksi.
Hal ini menunjukkan bahwa deuterium atau hidrogen yang disuntikkan dari angin matahari dapat disimpan di batuan bulan. Oleh karena itu, sumber energi tinggi lainnya mungkin diperlukan untuk memicu pembentukan air dalam mineral bulan dan kemudian melepaskan gas yang terdeteksi. Setelah rangkaian percobaan iradiasi deuterium kedua, pemanasan laser mensimulasikan efek termal dari dampak mikrometeorit. Di bawah aksi pulsa laser, ledakan ion yang sesuai dengan rasio muatan massa air berat terionisasi tunggal muncul dalam fase gas. Setelah suhu naik, denyut laser terus menghasilkan air, yang menunjukkan bahwa olivin menyimpan prekursor yang dipanaskan oleh laser untuk melepaskan air berat. Untuk menggambarkan proses ini dan menjelaskan dampak yang lebih luas di bulan dan benda langit lainnya.
- Air dan prekursornya disimpan dalam silikat bulan dan dilepaskan ke fase gas oleh tumbukan (mikro) meteorit. Foto: Molekul dan data milik Cheng Zhu dan Ralf I. Kaiser; gambar latar belakang milik NASA / Goddard / Conceptual Image Lab.
Ishii dan John Bradley dari HIGP berharap untuk menggunakan mikroskop elektron pemindai berkas ion terfokus dan mikroskop elektron transmisi di Pusat Mikroskop Elektron Lanjutan. Kawah permukaan berukuran sub-mikron diamati, beberapa di antaranya tertutup oleh tutup, menunjukkan bahwa uap air membentuk gelembung kecil di bawah permukaan sampai pecah, melepaskan air dari silikat bulan ketika mikrometeorit menabrak. Jeffrey Gillis-Davis dari HIGP menyimpulkan: Secara umum, penelitian ini telah meningkatkan pemahaman kita tentang asal-usul dan pemahaman air di bulan dan benda-benda tak berudara lainnya di tata surya (seperti Merkurius dan asteroid). Pembentukan menyediakan mekanisme yang masuk akal dan terbukti secara ilmiah.
Bukti pengamatan yang dikumpulkan selama dua dekade terakhir mendukung keberadaan air di bulan. Namun, sumber air bulan dan proses kimiawi dan / atau fisik yang menghasilkan air bulan masih belum diketahui. Eksperimen simulasi laboratorium telah membuktikan bahwa kejutan termal yang disebabkan oleh mikrometeorit yang mempengaruhi proton angin matahari menjadi silikat anhidrat dapat menghasilkan dan melepaskan air. Temuan penelitian baru ini sangat penting untuk menjelaskan asal mula air di bulan dan benda langit non-udara lainnya seperti Ceres, dan untuk mengungkap distribusi air saat ini di tata surya. Penemuan sumber air (H2O) dan radikal hidroksil (OH) di permukaan bulan merupakan teka-teki dasar yang belum terpecahkan.
Interaksi proton angin matahari dengan silikat dan oksida diyakini sebagai mekanisme kunci, tetapi hasil eksperimen laboratorium bertentangan, menunjukkan bahwa injeksi proton itu sendiri tidak cukup untuk menghasilkan dan melepaskan air. Eksperimen simulasi laboratorium yang dikombinasikan dengan studi pencitraan telah membuktikan bahwa air dapat dihasilkan dan dilepaskan secara efisien dengan pemanasan cepat berenergi tinggi, seperti mikrometeorit yang memengaruhi silikat anhidrat yang disuntikkan ke proton angin surya. Efek sinergis dari proton angin matahari dan mikrometeorit ini melepaskan air melalui vesikel pada suhu mineral 10 hingga 300K, sehingga memberikan bukti mekanisme kunci sintesis air dalam silikat.
Brokat | Penelitian / Dari: Universitas Hawaii di Manoa
Referensi Berkala "Prosiding National Academy of Sciences"
DOI: 10.1073 / pnas.1819600116
Taman Brocade Sains, Teknologi, Riset Ilmiah, Sains Populer
- Makanan babi hutan langsung dikirim ke kantin! Pemaparan video yang mengejutkan: karyawan melarikan diri dan kehilangan mangkuk mereka
- Pada hari-hari "520", biarkan Jiaji membawamu dan aku ke Danau Changshou Chongqing untuk jatuh cinta!
- Pemodelan karpet merah film dan televisi Asia dengan panik mengeluh, Deng Chao berkulit gelap dan gemuk dalam setelan jas, tidak sebagus Shen Tengshuai