Как при помощи ветра получить воду из камня

Джон Брэдли (John Bradley) из Ливерморской национальной лаборатория им. Лоуренса (США) открыл новый источник воды в нашей Солнечной системе и, похоже, далеко за её пределами. Лабораторные эксперименты его группы показали, что солнечный ветер вполне может создавать воду прямо в межпланетной пыли. Вышеупомянутый ветер представляет собой поток высокоскоростных частиц, разбрасываемых нашим светилом во всех направлениях. Тела системы, разумеется, постоянно бомбардируются этими частицами, и малые тела вроде пылевых частиц или метеороидов могут серьёзно мпострадать от них, получив свою порцию «ветровой» эрозии. Углублённое изучение образцов лунного грунта в земных лабораториях 1990-х годов показало, что такая эрозия в его силикатах часто ведёт к ослаблению связей, удерживающих атомы водорода и кислорода в составе поверхностных пород.

Тогда-то и возникли предположения о том, что в итоге такой бомбардировки из грунта может быть извлечена вода. Хотя при подобном «обстреле» силикаты освободят только один атом водорода на один атом кислорода, дефицит ещё одного водородного атома поможет преодолеть тот же солнечный ветер, несущий с собой атомы водорода в виде протонов. Однако попытки найти в лаборатории подтверждение существования такого механизма давали смешанные результаты. Реакции такого рода идут медленно, и в лаборатории обнаружить их следы за короткое время очень сложно. Группа г-на Брэдли использовала для этого спектроскопию характеристических потерь энергии электронами, включающую в себя бомбардировку образца электронным пучком. При столкновении электронов с исследуемым веществом их луч будет отклоняться с разными скоростями, демонстрируя, как много энергии было потеряно электронами при соударении, что указывает на то, с какими именно атомами пучок электронов вошёл в контакт. В экспериментах использовались исходные минералы трёх типов: оливин, клинопроксен и анортит. Всё они достоверно представлены в космосе, поэтому их обстрел частицами водорода и гелия воспроизводил реально идущие в Солнечной системе процессы. В образцах, которые бомбардировали водородом, вода действительно обнаруживалась, а вот в контрольных, обстреливавшихся ядрами атомов гелия — нет, что исключает альтернативные пути образования воды в проводившемся опыте.

Что ж, убедительное свидетельство образования воды в космосе просто за счёт бомбардировки солнечным ветром получено. И оно означает не только то, что на планетах, астероидах и просто пылевых частицах системы, миллиарды лет последовательно подвергавшихся воздействию ветра, наверняка скопились значительные количества такой воды. И не только то, что на полюсах и в кратерах Луны и Меркурия такой воды, по идее, может быть очень много, тем более что данные ряда зондов уже подтвердили эту гипотезу на практике. Не менее важным выводом следует считать то, что водный лёд, известный как самое распространённое твёрдое вещество во Вселенной, должен встречаться по всему объёму планетарных систем, в центре которых находится звезда главной последовательности. Иначе говоря, один из главных ингредиентов, нужных для возникновения и поддержания жизни, распространён едва ли не повсеместно.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.