Геологи з Університету Меріленду, Національної лабораторії імені Лоуренса Берклі та Гавайського університету розробили новий метод пошуку прихованого льоду під поверхнею Місяця. У дослідженні, опублікованому в Science Advances, вони описали, як аналіз сейсмічних хвиль може допомогти виявити поклади льоду, які не видно з орбітальних апаратів.

Сейсмічні хвилі, що поширюються під час місяцетрусів, змінюють свою швидкість і характер проходження залежно від властивостей ґрунту. Лід робить місячний ґрунт жорсткішим, через що сейсмічні вібрації рухаються у два-три рази швидше, ніж у сухому матеріалі. Крім того, ділянки з льодом можуть відбивати частину енергії хвиль, створюючи ефект відлуння. За словами доцента кафедри геологічних, екологічних та планетарних наук Університету Меріленду Ніколаса Шмерра, це дозволяє не лише виявити лід, а й приблизно оцінити його кількість.

Для перевірки ідеї дослідники застосували три підходи. Провідний автор Гаррісон Лізабет досліджував вулканічну породу з Аризони, схожу на місячний пил, заморожуючи її та відстежуючи накопичення льоду в мікропорах за допомогою рентгенівських променів. Співавтор Метью Зіглер створив температурні моделі південного полюса Місяця, щоб визначити кратери, де лід міг зберігатися мільярди років. Ніколас Шмерр змоделював сейсмічні хвилі місяцетрусів, що проходять через поклади льоду. Усі три методи показали чіткі зміни сейсмічних сигналів, спричинені наявністю льоду.

Вкрай важливо ідентифікувати матеріали на Місяці, які астронавти зможуть використовувати під час місій, наголосив Ніколас Шмерр. Лід у постійно затінених кратерах не лише може стати ресурсом, а й зберігати леткі речовини майже без змін протягом мільярдів років. Це дає змогу вивчати ранню історію Сонячної системи, зокрема походження води на внутрішніх планетах.

Перевірити метод планують найближчими роками. Китайська місія Chang'e-7 має приземлитися біля кратера Шеклтон у 2026 році з сейсмометром на борту. Астронавти NASA в межах програми Artemis у 2028 році можуть розгорнути Станцію моніторингу місячного середовища (LEMS) для сейсмічної розвідки. Дані цих приладів допоможуть підтвердити, чи справді сейсмічні хвилі виявляють прихований лід так, як передбачають дослідники.

"Ще ніхто фізично не вимірював лід на Місяці, але тепер є прогноз щодо того, на що слід звертати увагу", – додав Ніколас Шмерр.