Wetenschappers van de Amerikaanse Brown-universiteit beschrijven in een onderzoek dat uit satellietmetingen van vulkanische afzettingen op de maan is gebleken dat er aanzienlijke hoeveelheden water aanwezig zijn onder het oppervlak van het hemellichaam.
De wetenschappers hebben ongewoon grote hoeveelheden water gevonden in bijna alle in kaart gebrachte grote gebieden met pyroclastisch gesteente; dit zijn afzettingen die zijn gevormd tijdens vulkaanuitbarstingen. De onderzoekers denken dat deze lagen gesteente onder meer bestaan uit vulkanisch glas, wat is gevormd tijdens explosieve vulkanische uitbarstingen, waarbij magma van diep in de maan naar boven is gekomen. Omdat deze producten van het magma water bevatten, en het magma van diep in de maan komt, moet het binnenste in de maan ook water bevatten, denkt hoofdonderzoeker Ralph Milliken.
De onderzoekers hebben deze conclusie getrokken op basis van satellieten die zijn uitgerust met spectrometers. Daarmee is het licht gemeten dat vanaf het oppervlak van de maan wordt weerkaatst. Door te kijken naar de verschillende golflengten die worden geabsorbeerd en weerkaatst, kan er bepaald worden welke mineralen aanwezig zijn.
Het probleem daarbij is de hitte die het oppervlak van de maan overdag uitstraalt. Dit gebeurt met name in de buurt van het vulkanisch gesteente dat de onderzoekers hebben bestudeerd. De spectrometers hebben daardoor niet alleen het licht gemeten maar ook de hitte; de warmtestraling heeft dezelfde golflengten als de golflengten die worden gebruikt om naar water te zoeken.
Om met zekerheid te kunnen zeggen of er water aanwezig is, moet de verstoring van de warmtestraling worden weggenomen in de metingen. Daarvoor hebben de onderzoekers metingen van monsters van de Apollo-missies gebruikt en een gedetailleerde kaart met de temperaturen van de relevante delen van het oppervlak van de maan. Deze techniek om de golflengten van de warmtestraling weg te filteren, is toegepast bij spectrometergegevens van de Indiase Chandrayaan-1, een maansonde die in 2009 verdween, maar in maart werd gevonden door ruimtevaartorganisatie NASA.
Het gebrek aan een magnetisch veld en een atmosfeer zorgt ervoor dat water aan het oppervlak van de maan meteen zou verdampen. Jarenlang gingen wetenschappers ervan uit dat het binnenste van de maan nauwelijks nog water zou bevatten. In 2008 hebben onderzoekers van de Brown-universiteit echter vastgesteld dat er sporen van water aanwezig waren in vulkanisch glas dat is teruggebracht met de missies van Apollo 15 en 17. In andere studies werd al beweerd dat er zich water zou bevinden in schaduwrijke delen van de polen van de maan.
De reden dat er lange tijd werd gedacht dat er nauwelijks water aanwezig was in de maan, hangt samen met de theorie over hoe de maan is ontstaan. De maan is waarschijnlijk ontstaan uit puin, afkomstig van een groot object ter grootte van de planeet Mars, dat met de Aarde in botsing kwam. Wetenschappers gingen ervan uit dat er geen waterstof kon zijn overgebleven door de hitte die bij de impact vrijkwam. Door de huidige ontdekking van water, is er vermoedelijk toch waterstof overgebleven tijdens de vorming van de maan. De exacte oorsprong van het water is echter nog een groot vraagteken voor de onderzoekers.
Het water in de lagen vulkanisch gesteente is waarschijnlijk relatief eenvoudig te bereiken. Het gesteente bevat niet veel water; zo'n 0,05 procent van het gewicht van het gesteente zou door water komen. De steenlagen zijn wel groot in omvang, waardoor er in potentie toch een aanzienlijke hoeveelheid water kan worden gewonnen. Dat kan belangrijk zijn voor toekomstige maanmissies.
Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Geoscience, onder de titel Remote detection of widespread indigenous water in lunar pyroclastic deposits.
De kleuren geven de aanwezigheid van water aan in vergelijking met het omliggende terrein op de maan. Rood en geel geven de grootste hoeveelheden water aan.