Cifra. 1. Fotografía y composición del mineral hidratado lunar ULM-1. (A) muestras de suelo Chang’e-5. (B) Foto del monocristal ULM-1 montado en la parte superior de una espina de cactus. (C) Espectro de espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDX), recuadro: Los espectros de microanálisis de sonda electrónica (EPMA) ampliados muestran la presencia de oligoelementos. (D) Espectro Raman de ULM-1. (E) Espectro infrarrojo de ULM-1. – astro-ph.EP
El origen y la distribución del agua lunar se encuentran entre los temas más importantes para comprender el sistema tierra-luna. Después de más de medio siglo de investigación de laboratorio y detección remota, solo se identifican minerales que contienen hidroxilo y hielo lunar (H2O).
Aquí informamos el descubrimiento de un mineral hidratado (NH4) MgCl3 (H2O) 6 en el suelo lunar devuelto por la misión Chang’e-5, que contiene 417.000 partes por millón de H2O. La estructura y composición determinadas son similares a la novograblenovita, un mineral de fumarola terrestre formado por la reacción del basalto caliente en gases volcánicos ricos en agua, mientras que la composición isotópica medida delta37Cl alcanzó 20,4 partes por mil, un valor alto que solo se encuentra en minerales lunares.
Descartamos la posibilidad de que este hidrato se haya originado a partir de contaminantes terrestres o escapes de cohetes a través del análisis de sus composiciones químicas e isotópicas, así como de las condiciones de formación. Nuestro hallazgo indica que el agua puede existir en algunas partes de la Luna iluminada por el sol en forma de compuestos de hidratos. Además, este hidrato es rico en amonio, lo que aporta nueva información para comprender el origen de la Luna.
Figura 2. Estructura cristalina y densidad de carga del hidrato lunar ULM-1. (A) Estructura cristalina del mineral lunar (NH4) MgCl3 · 6H2O, las líneas punteadas presentan una red de interacciones de enlaces de hidrógeno alrededor de las moléculas de H2O y los iones NH4 +. (B) El mineral cristalizó en una estructura similar a la perovskita. (C) El análisis de densidad de carga diferencial alrededor de todos los átomos de oxígeno muestra claramente los picos de H. (D) Los átomos en una unidad asimétrica, donde tres moléculas de H2O independientes en un [Mg(H2O)6] La unidad 2+ y el motivo NH4+ están interconectados por Cl-. – astro-ph.EP
Cifra. 3. Composición de isótopos de cloro de materiales sólidos en el sistema solar. Recuadro: imagen de isótopo de Cl de escaneo NanoSIMS de la muestra ULM-1. Las muestras de la Tierra, los meteoritos, los cometas, Marte y la Luna se muestran como símbolos azul, verde, verde oliva, amarillo y medio rojo, respectivamente. La composición de isótopos de cloro de ULM-1 se muestra en pentagrama verde. Los datos terrestres y de meteoritos son de la Ref. (51) y allí. Las barras de error son más pequeñas que el tamaño de los símbolos. – astro-ph.EP
Cifra. 4. Restricciones sobre la fugacidad del agua 𝒇 (𝑯𝟐𝑶) por la cristalización de ULM-1. El hexahidrato es estable por encima de su línea de equilibrio termodinámico (roja), que constituye el límite inferior de 𝑓 (𝐻ଶ𝑂) para los gases volcánicos lunares. El límite de la fase líquido-vapor del agua forma los límites superiores (azul). Entre las líneas roja y gris, una fase de dihidrato de NLM-1 se vuelve termodinámicamente más estable. En referencia a la temperatura de formación del mineral terrestre (> 100 ° C), el límite inferior de 𝑓 (𝐻ଶ𝑂) alcanzó 1/3 del valor récord en el volcán más seco de la tierra: el volcán Lengai (diamante). Teniendo en cuenta la desgasificación de H2, los valores de 𝑓 (𝐻ଶ𝑂 + 𝐻ଶ) (línea de puntos púrpura) se vuelven comparables con algunos volcanes de «punto caliente» en la tierra. 𝑃∅ es la presión estándar (1 atm). – astro-ph.EP
Shifeng Jin, Munan Hao, Zhongnan Guo, Bohao Yin, Yuxin Ma, Lijun Deng, Xu Chen, Yanpeng Song, Cheng Cao, Congcong Chai, Yunqi Ma, Jiangang Guo, Xiaolong Chen
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Asignaturas: Astrofísica Planetaria y de la Tierra (astro-ph.EP); Ciencia de los Materiales (cond-mat.mtrl-sci); Geofísica (física.geo-ph)
Citar como: arXiv: 2305.05263 [astro-ph.EP] (o arXiv: 2305.05263v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
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De: Shifeng Jin Dra. [view email]
[v1] martes, 9 de mayo de 2023 08:35:28 UTC (1538 KB)
https://arxiv.org/abs/2305.05263
Astrobiología, Astroquímica, Artemisa
