大风号

月球大部分水可能仍化学结合在其深层内部

07-20 22:28 来自北京

🌌 月球深处，藏着45亿年的水密码

——不是冰湖，不是溪流，而是锁在岩石里的“时间胶囊”

月球大部分水或长期化学结合于深层内部

地质学家兼宇航员哈里森H施密特在金牛座利特罗着陆点执行阿波罗17号第三次舱外活动（EVA3）期间，于北丘倾斜底部的6号站旁，站在一块巨大的分裂巨石旁被拍摄下来。图片来源：美国国家航空航天局

🔍 科学认知的惊天逆转： 经过数十年在地球上分析大量月球岩石，关于月球的经典观点认为它是无水的；即它几乎没有水。这一切后来开始改变，源于美国国家航空航天局（NASA）月球坑观测和传感卫星（LCROSS）的新数据，以及月球永久阴影极地（PSRs）存在水冰的广受关注的证据。

🚀 这仍然是未来潜在的殖民者和月球企业家们关注的焦点所在。

🧪 不是液态，而是“化学封印”： 但出于科学研究目的，行星科学家们仍在探究月球内部是否存在大量水，答案似乎是肯定的。但这并非尼亚加拉大瀑布那样的自由流动的水，相反，这些水是以化学方式结合在岩石中的。

英国牛津大学行星科学教授尼尔鲍尔斯最近在他的办公室里告诉我，阿波罗样本看起来如此干燥总是有点奇怪。

💡 为什么这很重要？ 它为我们提供了关于地月系统初始水收支情况的线索，该系统形成于约45亿年前，当时一颗火星大小的撞击体撞击了我们的早期地球。撞击发生后，月球很快从产生的碎片盘凝聚而成，成为我们今天看到的天体。

即便如此，关于撞击发生时这种假定存在的水是如何分布到后来成为月球内部的区域的，仍然存在许多疑问。

阿波罗任务带回的月球样本通过高精度、低检测限的分析仪器进行的实验室研究，首次提供了水的绝对丰度——研究人员指出，这些水主要以结构和矿物结合的氢氧化物（OH）形式存在于月球样本中，相关内容发表在《地球、月球与行星》期刊的一篇论文中。

磷灰石是月球样本中唯一具有重要意义的含水矿物相，其发现尤其值得注意。

鲍尔斯表示，磷灰石是一种矿物，其晶体颗粒结构（直径约数百微米）善于锁住水分。他还指出，这种磷灰石表明月球曾存在水，且水仍存在于月球内部，基本与矿物结合在一起。

❗ 这很令人惊讶，因为对阿波罗样本的初步分析显示月球极其干燥。

❓ 科学之问未解： 对于月球科学家和业余爱好者来说，NASA为何没有更齐心协力地返回月球以解答这些悬而未决的月球科学问题，一直是个谜。但公平地说，这家美国太空机构此前确实曾试图揭开月球假定存在的水的神秘面纱。

NASA的月球开拓者轨道器已发射，计划执行为期两年的常规任务，以探测和绘制月球表面水的形态、丰度和位置。

⚠️ 遗憾折戟： 但后来事情出了差错。人为导致的故障——具体是航天器与运载火箭分离后配置错误——导致任务终止。

它的两台仪器之一——月球热测绘仪（LTM）由牛津大学提供，英国航天局资助。鲍尔斯是LTM的仪器科学家。

因此，尽管遭遇了这次挫折，鲍尔斯并没有放弃，因为他仍然对月球水的实际位置感到困惑——它究竟是在月球表面之下、永久阴影区的底部，还是在月球的深层内部。

这就是他希望一台目前存放在牛津大学地下室实验室的备用LTM仪器能在未来的月球轨道器任务中很快取得成果的原因之一。

鲍尔斯表示，我们希望这台备用月球热成像仪能用于美国国家航空航天局未来一项名为UCIS（月球超紧凑型成像光谱仪）的任务。

LCROSS半人马座火箭级与牧羊航天器在执行任务期间接近撞击月球南极时的插图。图片来源：NASA

🌍 为什么要重返月球？ 鲍尔斯表示，我们需要尽可能多的证据来了解月球是如何变成我们今天看到的样子的，以及月球对地球产生了怎样的影响。他说，因为地球和月球是太空中的一个系统，就地球和其卫星的大小而言，这在我们的太阳系中是非常不寻常的。

💧 水的终极意义： 至于为何在月球上寻找水具有科学重要性？鲍尔斯表示，从极地提取水可以告诉我们这些水是如何被带到那里的、来自何处，还能保存太阳系中这种输送过程的记录。他说，这将让我们了解到大量关于水等物质在太阳系内部如何移动并最终朝着地球方向而来的信息。

尼尔鲍尔斯

牛津大学发布

《地球、月球和行星》