已證實月球上有羟基形式的“水” 中科院國家天文台供圖

□海珠

國際科學期刊《自然·通訊》近日在線發布了我國“嫦娥五号”的一項重要研究成果，證明月壤中不僅明顯地含有羟基形式的“水”，而且這些“水”在月球晚期岩漿活動過程中可能還起到了非常重要的作用。

“月表水”意義重大

2020年12月，“嫦娥五号”探測器成功着陸在了月球風暴洋北部地區，并将1731克的月球樣品帶回地球。基于樣品的實驗室研究，研究人員已确定“嫦娥五号”着陸區玄武岩的年齡約為20億年。

大家都知道，“嫦娥五号”探測器有一個重要任務就是獲取采樣區的形貌與物質成分，解析月表水特征。因為半個多世紀以來，人們一直在争論和探測月球表面水的存在，而月表水的探測對于約束月球的形成過程、月球科研站建設和原位資源利用等都至關重要。

科研團隊通過對“嫦娥五号”所攜帶“月球礦物光譜分析儀”探測的數據進行研究，早前已首次獲得月表原位條件下的水含量。研究顯示，每1噸月壤中便約有120克“水”，1噸岩石中約有180克水。這一研究成果已于2022年1月8日在《科學·進展》上發表。科研團隊當時稱，光譜儀所探測到的“水”主要指礦物裡的水分子或者羟基，而且在一定條件下應該能轉化為人可以喝的水。

着陸區便有“月表水”

近日，新的研究結果又出來了，研究人員在國際上首次聯合月球樣品的實驗室分析結果和月表就位探測的光譜數據，檢驗了月球樣品中水的有無、形式和多少，回答了“嫦娥五号”着陸區水的分布特征和來源問題，為遙感探測數據中水的信号解譯和估算提供了地面真值。研究結果已在線發布在《自然·通訊》上。

研究團隊稱，“嫦娥五号”當時在月球上獲取原位探測光譜數據時，就進行了精心地時機設計：要避免探測器着陸時發動機羽流成分的影響；要選擇月面溫度最高（約62℃-87℃）的（接近）正午，最大限度地揮發了月表的動态“水”；要盡量屏蔽太陽風，避免了太陽風轟擊産生的動态“水”（羟基OH）等因素。因此，最終獲取的着陸點月土壤光譜才是最“幹淨”的“水”吸收光譜。經嚴格的校正處理和分析，研究團隊發現，“嫦娥五号”着陸區月壤中明顯地含有羟基形式的“水”，但平均含量較低，僅約30ppm（溶質占全部溶液百萬分比）。

探究“水”的來源

目前普遍認為，月球“水”的來源主要有三種可能：一是太陽風粒子與月表物質相互作用産生的（動态）羟基物質；二是撞擊月球的彗星或隕石帶來的水和含羟基物質；三是月球原生（内部）水。

當研究團隊對返回月球樣品進行了系統分析後，阿波羅月球樣品之前的相關研究認為，月壤中（撞擊）膠結玻璃包含了太陽風長期注入形成的羟基物質，膠結玻璃的含量是影響月球樣品中“水”含量的重要因素。

但中國研究團隊提出，“嫦娥五号”月球樣品是一類年輕玄武岩，膠結玻璃含量很少（不足16%），僅為阿波羅月球樣品的1/3，由此估算“嫦娥五号”月壤樣品中來自太陽風注入膠結玻璃形成的“水”不多于18ppm。他們認為，“嫦娥五号”着陸區月壤樣品中外來撞擊濺射物非常低，對“水”的貢獻可以忽略，因此“嫦娥五号”月壤樣品中肯定存在來源于月球内部的原生水。他們還發現了至少一種含水礦物——羟基磷灰石，證明了“嫦娥五号”月壤樣品中存在來自岩漿結晶過程的“水”。

這說明，“水”在月球晚期岩漿活動過程中不僅存在，而且可能起到了非常重要的作用。

來源： 羊城晚報

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