两岸三地

中国带回的月球土壤中找到了新的水

出现了不是来自太阳风,而是月亮固有的水的痕迹

李永完 科学专业记者

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▲ 2020年12月1日登陆月球的嫦娥五号。红色区域是嫦娥五号采集土壤标本的地方,蓝色标示地点是相机拍摄的部分。/ Nature Communications
在中国从月球运回的土壤样本中发现了水的痕迹。和美国的阿波罗宇宙飞船带来的土壤一样,不仅有太阳风制造的水,还有月球上自行生成的水,我们期待这对今后的月球探测提供很大助力。

中国国家航天局(CNSA)15日透露:“在嫦娥五号探测器从月球带来的土壤和岩石样本中,发现了月球固有的水的痕迹。”该结果刊登在国际学术杂志《自然通讯》上。

着陆地点温度高,水量少

嫦娥五号于2020年12月1日在月球正面西侧的玄武岩地带“暴风洋(Oceanus Procellarum)”着陆。在这里采集土壤和岩石样本后,于12月17日返回内蒙古沙漠。

在月球土壤样本中,检测出30ppm(1ppm为一百万分之一)浓度的羟基(OH)。羟基是一种分别有一个氧原子和氢原子的物质,与一个氧原子结合后成为水。水与其他物质发生反应时也会产生羟基。论文的代表作者、中国国家天文台的李春来博士说:“就像冒烟象征着起火,羟基是有水的证据。”

嫦娥五号带来的月球土壤中的水不仅比地球少,而且也少于其他月球土壤。研究团队解释说,原因之一在于嫦娥五号是在月球温度最高的时间采集的土壤。当时的温度为摄氏93度,是月球最干燥的时期。此外,有人提出着陆地点可能被地球磁场阻挡住了太阳风。太阳风是来自太阳的高能粒子流。其中的氢气与月球表面的氧气原子结合后能制造出水。

▲ 2020年12月1日登陆月球的嫦娥五号。从当时采集的样本中发现了构成水的羟基信号(左侧图表中的凹陷部分)。月球的水在磷灰石(apatite)中被检测出的浓度最高(右图原案)。/CNSA
寻找与太阳无关的月亮固有的水的痕迹

李春来表示:“我们将实验室对历史上首次从月球运回的样本进行分析的结果与月球现场分析的结果进行结合,发现了水的存在、形态和量。这次的结果将成为今后解释和评估远程探测信息的基础。”

嫦娥五号利用自身的矿物质量分析仪在月球岩石和11个土壤样本中找到了水的痕迹。去年在地球实验室里以8个样本为对象进行的5次分析中也发现了羟基。现场调查和进一步分析都将确认水的存在。

研究团队在这次研究中还查明了嫦娥五号从月球带回的样本中的水来自哪里。分析结果表明,从月球样本中提取的部分羟基和1971年美国阿波罗宇宙飞船采集的样本一样,含有太阳风和月球表面反应所产生的玻璃成分物质。但太阳风制造的水只占总量的三分之一。

其余的水存在于磷成分的矿物结晶——磷灰石中。磷灰石中检测出的羟基含量高达179ppm。和在地球上一样,磷灰石是月球上也能发现的天然矿物。

李春来说:“嫦娥五号带回的大部分样本的羟基表明月球内部存在固有的水。这些水对后来月球玄武岩岩浆的形成和结晶化发挥了重要作用。”

研究团队满怀期待地表示:“研究月球固有的水,不仅可以学习月球本身的形成和进化,还可以学习太阳系的形成。”研究团队还表示,月球的水将来可能成为月球载人探测方面宝贵的资源。中国计划今后把嫦娥六号和七号送往月球进行进一步的探测。

输入 : 2022-06-15 10:17  |  更新 : 2022-06-15 11:24

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