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日期: 2023-04-02 | 來源: 中國科學報 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
月壤撞擊玻璃珠內水含量示意圖。受訪者供圖
過去20年，科學家在月球表面發現了許多存在水的證據。有科學家猜想，月壤深處存在含水層，驅動著整個月球的水循環。那麼，月球上的水從哪裡來？儲存在何處？
現在，中國科學院地質與地球物理研究所（以下簡稱地質地球所）研究員胡森、南京大學地球科學與工程學院教授惠鶴九等科學家合作發現，撞擊玻璃珠可能是月球的“迷你水庫”—— 壹噸玻璃珠中平均可含壹斤水。相關研究成果近日發表於《自然-地球科學》。
“我們的研究證明撞擊玻璃珠可能是壹個新的月球儲水物質，支持了月表水循環的猜想，也解釋了像月球壹樣沒有大氣的小行星上水的潛在來源。”論文通訊作者胡森對《中國科學報》說。
隨著對月球探測的日益推進，研究者認為，通過大量玻璃珠提取水前景可期。
壹個意外的發現
2021年冬季的壹天，地質地球所地球與行星物理重點實驗室博士生何會存用納米離子探針檢測嫦娥伍號月壤樣品中的撞擊玻璃珠時發現，珠內的水豐度從外至內逐漸遞減，形成“環帶特征”。
她把這個結果提交給導師胡森。胡森的第壹反應是“不敢相信”。
很快，胡森把消息告訴了惠鶴九。盡管贰人對月球樣品都很熟悉，但這位合作伙伴的反應和他壹樣：“會不會是實驗錯了？”
從月球到火星乃至更遙遠的其他行星，尋找與“水”相關的線索壹直是科學家研究行星歷史和生命宜居性的壹個出發點。
目前，研究表明月表雖然有水，但含量低，且呈動態變化。例如，月表水含量僅為10~1000ppm（即壹噸月壤中含有0.01千克~1千克水）。同時，其高緯地區水含量明顯比低緯地區高，極區可能存在水冰。月表水含量呈現出與月球晝夜相關的變化，相同位置晨昏時刻的水含量明顯比中午高。
盡管月球幾乎沒有大氣，但月表同樣存在水循環現象。
美國宇航局（NASA）月球大氣與塵埃環境探測任務曾檢測到，月球空間環境中的水分子逃逸時間與流星雨事件相關。但經計算，流星雨的輸入水量明顯小於月球空間的水逃逸量，NASA科學家推測流星雨撞擊月球時會把月壤中儲存的壹部分水蒸發到月球空間導致逃逸，並提出了月表水循環猜想。該猜想認為，月表10厘米到3米區域或存在未被發現的儲水層。
然而，近年來，包括胡森在內的國內外很多人對月球不同礦物或組分的研究都不支持這壹假設。“這些礦物中的水含量極少。”胡森對《中國科學報》說，此前他與合作者發現嫦娥伍號月球玄武岩中的全岩水含量僅為62~133ppm。
那麼，月表水循環猜想究竟是否成立？月壤中是否存在未被發現的儲水物質？
胡森與合作者嘗試用撞擊玻璃珠回答這個問題。撞擊玻璃珠是太空中的隕石、小行星等撞擊月球後熔融月表的土壤和岩石，熔體濺射形成液滴冷卻後形成的。它們有的內部成分單壹，有的含有氣泡、金屬、硫化物等不同成分。嫦娥伍號和阿波羅任務中返回的月壤中含有岩石、礦物碎片、火山玻璃珠、撞擊玻璃珠等不同成分。此前撞擊玻璃珠中的水豐度尚未被詳細研究。
初步結果完全超出了他們的預期——玻璃珠內水豐度的“環帶特征”說明它很可能來自太陽風。
為了驗證這壹結果，他們壹遍遍反復實驗，接連從110多個月壤玻璃珠中選取表面光滑、化學成分與月球玄武岩壹致的32個玻璃珠，通過掃描電子顯微鏡、離子探針和拉曼光譜等多種方式進行測試後發現，結果和最初壹致。- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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