Eine Forschergruppe um Rachel Klima vom Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University nutzte die Messdaten des Moon Mineralogy Mapper (M3) an Bord der indischen Mondsonde Chandrayaan-1, um magmatisches Wasser in den Gesteinen des Mondkraters Bullialdus nachzuweisen. Das chemisch gebundene Wasser stammt aus dem Mondinneren und geht auf die Entstehungszeit des Erdtrabanten zurück. Die bislang auf der Mondoberfläche nachgewiesenen Wasservorkommen stammen dagegen überwiegend aus Einschlägen von Kometen, die dabei verdampften. Ein Teil des freigesetzten Dampfs schlug sich daraufhin als Eis in den permanent dunklen und kalten Kratern in der Nähe der Mondpole nieder. Des Weiteren entsteht Wasser auch durch die Wechselwirkung der Protonen des Sonnenwinds mit der sauerstoffreichen Mondoberfläche, allerdings sind die dadurch erzeugten Mengen sehr gering.

Im Jahr 2009 hatte M3 den Krater Bullialdus, der sich auf der südlichen Mondvorderseite am Rand des Mare Nubium befindet, mit hoher räumlicher Auflösung erfasst. Anhand der Messdaten stellten die Forscher um Klima fest, dass der markante Zentralberg des Kraters aus dem Tiefengestein Norit besteht. Norite sind vulkanische Schmelzen mit annähernd basaltischer Zusammensetzung, die nicht die Oberfläche erreicht haben, sondern in einigen Kilometern Tiefe in der Mondkruste steckenblieben. Dort erstarrten sie langsam zu einem grobkörnigen Gestein, das überwiegend aus Kristallen von Orthopyroxen und kalziumreichen Feldspäten, den Anorthiten, besteht.

Die Messdaten von M3 zeigen nun, dass der Norit des Zentralbergs Hydroxyl-Ionen enthält. Dies ist chemisch in der Kristallstruktur der Minerale gebundenes Wasser und entspricht einem Anteil von rund 80 Teilen pro einer Million Hauptmineralelemente (ppm = parts per million). Dieses Wasser kann sich nicht später vor Ort gebildet haben, sondern muss aus dem Mondinneren stammen. Tatsächlich wurden vor einigen Jahren ähnliche Wassergehalte in Bodenproben des Apollo-Mondprogramms entdeckt. Lange Zeit war dieses Wasser aber als irdische Kontamination beim Transport der Mondproben zur Erde und zu den Untersuchungslaboren angesehen worden. Erst moderne Analyseverfahren bestätigten seinen lunaren Ursprung. Somit ist der Erdtrabant nicht so ausnehmend trocken wie es jahrzehntelang nach den Apollo-Untersuchungen angenommen wurde.

Die Forscher vermuten, dass der Norit in einer Tiefe von etwa sechs bis neun Kilometern in der Mondkruste erstarrte. Er wurde viele Milliarden Jahre später durch den Einschlag eines Asteroiden freigelegt, der den 60 Kilometer großen Krater Bullialdus schuf. Die vulkanische Aktivität, die zur Bildung des Norits führte, steht wahrscheinlich mit der Entstehung des Mare Nubium vor rund vier Milliarden Jahren in Verbindung. Durch den Einschlag wurde die Mondkruste bis in große Tiefen stark zerrüttet. Durch die dabei entstandenen Klüfte und Spalten konnte Magma dann aus dem Mondmantel nach oben dringen und in der Mondkruste erstarren.