Coneixem que necessitem oxigen per fer que el ferro s’oxidi. Recentment s’ha descobert hematita de forma àmplia a latituds altes lunars. Hematites, també lletrejat hematita, és un òxid de ferro amb la fórmula Fe2O3. És comú a la Terra i és el principal mineral de ferro que s’extreu mitjançant la mineria. Només es forma en presència d’oxigen.
Un nou estudi suggereix que l’oxigen de la Terra podria estar jugant un paper a l’oxidació de la Lluna.
La formació d’hematites a la Lluna és poc probable. No hi ha oxigen, així que no hi ha manera que el ferro s’oxidi i formi hematita. No només això, sinó que la superfície lunar està totalment exposada a l’hidrogen del vent solar, cosa que s’oposa activament a l’oxidació. Què passa, doncs?
Un nou estudi suggereix que la font d’oxigen de l’hematita lunar és l’atmosfera terrestre. El document de l’investigació es titula “Hematita generalitzada a latituds altes de la Lluna”. L’autor principal és Shuai Li, investigador ajudant de l’Institut de Geofísica i Planetologia de Hawai (HIGP). El document s’ha publicat a la revista Science Advances.
“La nostra hipòtesi és que l’hematita lunar es forma a través de l’oxidació del ferro de la superfície lunar per l’oxigen de l’atmosfera superior de la Terra que ha estat continuament bufat a la superfície lunar pel vent solar quan la Lluna es troba al magnetocua de la Terra durant els darrers mil milions d’anys”.
Aquests resultats provenen d’una col·laboració entre la NASA i l’ISRO, l’organització índia d’investigació espacial. El 2008, ISRO va llançar el seu orbitador lunar Chandrayaan-1. La missió només va durar deu mesos dels dos anys previstos, però encara va reunir una quantitat significativa de dades científiques. Juntament amb tots els seus instruments científics de l’Índia, l’orbitador també portava altres sis instruments d’altres organitzacions i països.
La NASA va contribuir amb el Moon Mineralogy Mapper, o M3. Es tractava d’un espectròmetre d’imatges dissenyat per cartografiar la mineralogia de la superfície lunar. Va ser el primer instrument que va proporcionar imatges en alta resolució dels minerals de la superfície de la Lluna. Aquesta nova investigació es basa bàsicament en aquestes dades.
En aquesta nova investigació, Li i els seus companys van trobar que les concentracions d’hematita estan fortament correlacionades amb els dipòsits de gel d’aigua descoberts per ells mateixos l’any 2008. L’hematita també es concentra més fortament al costat proper de la Lluna, que sempre està orientat a la Terra.
Aquí és on algunes altres investigacions anteriors tenen un paper fundamental. La missió japonesa (JAXA) Kaguya, també coneguda com SELENE (Selenological and Engineering Explorer), va ser un orbitador lunar llançat el 2007, que va orbitar la Lluna durant un any i vuit mesos.
La missió de Kaguya era estudiar la geologia de la Lluna, els seus orígens, el seu entorn superficial i el seu camp de gravetat. Però també va trobar proves que l’oxigen de l’atmosfera terrestre es transportava a la Lluna. Durant cinc dies en cadascuna de les òrbites de la Lluna, estava protegida del vent solar per la magnetosfera terrestre. Durant aquest temps, l’oxigen és capaç de passar de l’atmosfera terrestre a la superfície lunar.
Tot i que les concentracions d’hematites eren molt més freqüents a la banda propera de la Lluna, encara n’hi havia a la part més llunyana. Els motius d’això encara no estan clars, tot i que Li diu que pot aportar una mica de llum sobre la formació d’hematites als asteroides.
Curiosament, l’hematita no està absolutament absent del costat llunyà de la Lluna, on l’oxigen de la Terra potser mai no va arribar, tot i que es van veure moltes menys exposicions. La petita quantitat d’aigua (<~ 0,1% en pes) observada a latituds altes lunars pot haver participat substancialment en el procés de formació d’hematites a la part extrema lunar, la qual cosa té importants implicacions per interpretar l’hematita observada en algunes zones pobres d’aigua en alguns asteroides.
Si aquesta investigació és correcta, vol dir que els dipòsits d’hematita poden contenir pistes vitals sobre la història de la Terra. Si l’hematita es conserva en cràters d’impacte de diferents edats, aquests dipòsits conteniran diferents isòtops d’oxigen de diferents períodes de temps del passat geològic de la Terra. Si futures missions com Artemis puguin recollir mostres d’aquests cràters, els científics podrien aprendre molt.
Tal com escriuen els autors al seu article, l’hematita formada en cràters de diferents edats al costat lunar pot registrar les signatures d’oxigen de l’atmosfera terrestre en els darrers ~ 2.400 milions d’anys. Les mesures d’isòtops en aquestes exposicions a hematites poden revelar l’evolució de l’atmosfera terrestre en els darrers milers d’anys.