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嫦娥五號發現:月球上有2700億噸水資源,美國之前為啥沒發現?
2023/05/07

嫦娥五號作為我國首個在月球表面成功實施采樣返回的無人探測器, 在完成了發射入軌,月面著陸,采樣返回等一系列任務后,成功安全著陸在內蒙古四子王旗預定區域,并且帶回了1731克月表樣本。

這些樣本對了解月球演化歷史有著極大的意義,因此是科學家的重點研究對象, 哪怕時隔兩年,也不斷有新的發現。

不久前,我國科學家在國際學術期刊《自然》發布了一項新的研究成果:在對嫦娥五號帶回的樣品監測中,發現了水存在的證據。并且根據推算,

月球上大約儲存有2700億噸的水。不過這里的水庫不是我們在地球上常見的水庫,而是以水分子的形式封鎖在一種名為撞擊玻璃珠的物質中,小行星撞擊到月表時常會形成這種物質。

水是萬物之源

在月球上發現了水,無疑是一個振奮人心的消息,這代表著未來人類在月球上建立基地甚至移民時,難度將大大降低。其實早前NASA就曾提出過月表水循環的猜想,其六次登月也曾試圖在月球上找到水存在的痕跡, 不過由于一直沒有找到儲水層,所以猜想一直沒有被證實。沒想到我國後來者居上,率先展示了這一科研成果。

在早期的研究中,由于月球缺少大氣層,所以很多科學家并不看好月球的水資源。當太陽直射月球時,月表的溫度能夠達到120度,液態水很難在這樣的環境中留存下來。 那麼我國發現的水資源是如何保存的呢?

月球上有著大大小小上萬個隕石坑,這些隕石坑表明月球在過去的時間里曾受到過多次隕石撞擊。月表的土壤和巖石在高速撞擊的瞬間會被高溫高壓融化,再經過一段時間的冷卻后,會凝結成撞擊玻璃珠。 它是一種玻璃狀結晶,水分子恰好就在其中保存了下來。

這些撞擊玻璃珠就像海綿一樣,能牢牢的吸收并固定住水分子。在分析了32個撞擊玻璃珠樣本之后, 研究人員發現每個玻璃珠的水含量大約為0.05%。按照這樣的比例估算,月球上很可能儲存有多達2700噸的水。

不過先前美國六次登月時并不是沒有試圖尋找過水資源的痕跡,為何我國一次就能發現,而美國一直找不到呢?

研究人員認為,這可能是由于探測的位置不同所導致的。我國嫦娥五號探測器的取樣地點主要在月球南極艾特肯盆地區域,這里緯度較高,溫度更低,因此土壤中的氫元素更容易保存下來。

并且這里的巖石年齡要更加年輕,主要在20億年左右。而阿波羅先前的著陸區域主要集中在低緯度甚至赤道地區, 這里接受陽光的照射時間長,溫度高,水汽釋放較為稀少,因此探測區域不同是導致美國沒有發現水資源的原因之一。

但是月球的環境如此惡劣,它的水又是從哪來呢?

關于月球水的形成,目前還沒有明確的定論,但主要有以下幾個猜想。

第一種假設認為,月球在誕生之初就含有水。也就是說,月球在形成時,構成它的物質本身就包含有水。

不過這些水或是在高溫下被氣化, 以氣態的形式漂浮在大氣層。或是在高壓下被擠入地層之中。

第二種猜想則是認為,月球的水來自于小行星的撞擊。上面我們提到過,月球在過去受到過很多次撞擊,而大部分小行星表面或多或少都含有一定的水資源,它們撞擊到月表后就很有可能將水分子留在了月球。

還有一種猜想,也是我國科學家比較認同的是,月球的水是被太陽風吹出來的。太陽風包含有許多帶電粒子流,它們的行進速度往往非常快, 因此吹到行星地表時也會異常猛烈

。由于月球缺少磁場保護,這些帶電粒子流會直接撞擊到月表。如此的太陽風不斷侵襲月表,很有可能會和月表的物質產生化學分應形成水分子,最后落在了土壤里。

目前推算出的2700億噸水只是撞擊玻璃珠中儲水的含量,假如算上月球兩極的冰凍水,那麼月球水資源其實多到無法想象。因此如此大的儲水量, 也讓將來建立月球基地就地取水的可能性增大了許多。

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