月球,这颗离我们最近的天体,千百年来一直以来都吸引着人类的目光。而水是生命之源,关于月球上是否存在水,这个问题困扰了科学家们几十年。最近,在我国嫦娥五号任务带回的月壤样品中,中国科学院物理研究所的陈小龙团队发现了一种富含水分子和铵的矿物晶体——ULM-1[1],这一发现为月球上存在水提供了新的“实锤”证据,预示着未来深空探索的无限可能,也给我们带来了无限的遐想……
嫦娥五号的重大发现 月球上到底有没有水?这个问题已经困扰了科学家们几十年了。对1969年至1972年采集的阿波罗样品的研究表明,月壤中未发现任何含水矿物。此后,“月球是干的”一度成为月球科学的基本共识[2]。然而,近年来的遥感和直接撞击任务表明,月球上可能有水存在。首先是在月球两极附近的永久阴影陨石坑中,检测到的大量水分子[3]。这些水分子通常被认为是以水冰的形式存在。
这次发现的“水”到底是什么? 由于月球几乎没有大气层对太阳辐射的屏蔽作用,当太阳照射到月球表面时,温度可以升高至120摄氏度。在这样的高温环境下,任何液态水都会蒸发殆尽,所以人们认为月球上是不可能存在液态水的。那么这次发现的水是什么呢?需要知道的是科学家研究的“水”并不是人们喝的“水”。这里光谱仪所探测到的“水”,指的是矿物里的水分子或者羟基,在一定条件下才能转化为我们喝的水。
月球上的水从何而来? 尽管现在有很多科学家进行了广泛的实验室研究和遥感探索,月球水的起源和化学形式仍然难以捉摸。科学家提出,月球上的水主要有三个来源:太阳风太阳风是由太阳上的等离子体和高能粒子组成的带电粒子流,它不断从太阳表面喷出并向外传播。太阳风中的氢离子与月球表面的氧结合,形成了水分子或羟基。这些氢离子是高能带电粒子,它们也可以穿透月球表面并进入月球内部,与月球内部物质中的氧结合,形成水分子。
月球上的水有什么用? 在月球上找到能稳定存在的水,为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性。首先,水是生命之源,宇航员在月球上进行长期探测任务时,需要大量的饮用水。如果能够在月球上找到水源,将大大减少从地球运送水的成本。再就是利用这些水可以进行植物栽培和农业生产。在月球基地内种植一些蔬菜、粮食作物等,有助于实现部分食物的自给自足,减少从地球运输食物的成本和风险。