世界

上周发表在“自然地球科学”杂志上的一项研究表明,月球上的水可能至少部分来自太阳

直到几年前,正统观点认为月亮是干燥的

但是这种观点在2009年经历了突然的变化

研究人员使用印度Chandrayan 1号太空船测量从月球表面反射的太阳光,并发现了与水(H2O)和相关分子羟基(OH)不同的波长的吸收

(不同的材料反射不同波长的光,通过确定吸收的波长,研究人员可以确定哪些化合物 - 在这种情况下是水和羟基 - 光被反射掉

)Chandrayan 1的研究结果通过重新分析来自深度撞击和卡西尼号太空船

然后,在那年11月,美国宇航局的LCROSS太空船被故意撞到了月球的极地区域,观测显示在弹射出的羽状物中存在水

当我们谈论月球上的水时,并不意味着表面上的池塘或河流中有液态水

由于月球没有大气层,液态水不稳定

大多数水可能与构成表面材料的矿物质化学结合,即所谓的水合水

水也可能以冰的形式存在,但冰只能在月球极地的某些陨石坑中保持稳定,而这些陨石坑将处于永久阴影中

此外,检测到的水量相对较小

然而,水的存在对于未来的太空任务来说是一种可能的资源

那么水来自哪里

已经提出了两个主要理论

水可以通过陨石和彗星的撞击传递到月球,陨石和彗星可能含有大量的冰

另一个理论是基于氢原子由于太阳风而到达月球的事实 - 从太阳射出的连续粒子流

该理论认为氢原子然后与表面矿物中的氧反应形成水和羟基

这项由田纳西大学的杨柳及其同事发表的新研究旨在通过研究氢的同位素组成来区分这两种理论

氢可以以两种形式(或同位素)存在:正氢(原子质量为1 - 1质子)和氘或重氢(原子质量为2 - 质子和一个中子)

氘与正常氢的相对量为材料的来源提供了线索

彗星和陨石中的冰含有相对大量的氘

然而,太阳风中的氢不含氘,因为所有太阳的氘在其历史早期的核反应中被用尽

用于发现其水和羟基含量的月亮的遥感观测(如上所述)不能区分两种氢同位素

要测量同位素组成,需要在实验室中准确测量样品

幸运的是,地球上的月球物质是宇航员从1969年至1972年的六次阿波罗任务中收集的样本形式

这些样本是在当前研究中使用的

研究人员从阿波罗三次任务中检测到月球土壤样品中羟基的存在,并测量了它们的同位素组成

他们发现令人惊讶的是少量的氘;在大多数情况下,低于地球水中的含量,远低于彗星中的含量

刘和他的作者得出结论认为,月球水中的大量氢气必须来自太阳风

他们还建议,同样的过程可以在太阳系中的其他无气体上运行,包括小行星灶神星,它也在美国宇航局的黎明太空船的观测中显示出水的证据

在未来,这些过程产生的水可以证明对于前往月球及其他地方的宇航员来说是非常宝贵的

除了本身提供水合作用外,水可以分解成其组分,使氧气呼吸,氢气用作燃料

这些资源的当地来源将节省从地球运输这些材料的巨大成本......假设月球基地出现



作者:白织畛