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月球储水层在哪里?嫦娥五号月壤样品提供线索

来源:科技日报 金凤 访问:343 时间:2023-03-28

  月球究竟有没有储水层?如果有,在哪里?嫦娥五号月球样品为揭开这一谜题带来惊喜。3月27日,国际学术期刊《自然·地球科学》刊发的一篇文章称,中英学者在嫦娥五号月球样品中,测量到撞击玻璃珠中的水,发现玻璃珠中的水含量从边缘向中心逐渐递减。科研团队推测,这是太阳风中的氢离子注入撞击玻璃珠,并在其内部扩散、保存下来。

  在过去20年的月球探索中,人类已经在月球表面发现了大量水的痕迹。研究人员认为,太阳风中的氢离子,与月表物质中的氧结合,形成羟基或水分子,并维持月球表面的水循环。

  “还有观点认为,月壤深处存在储水层,然而,这一储水层一直未被发现。”该论文共同通讯作者、南京大学教授惠鹤九告诉科技日报记者。

  在太空中,陨石、小行星撞击月球后,会熔融月表的土壤和岩石,这些熔体溅射出来,形成的液滴冷却后,形成撞击玻璃珠。在嫦娥五号月球样品中,就有大量撞击玻璃珠。

  惠鹤九介绍,此次研究中,中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院大学、南京大学、中国科学技术大学等研究机构的学者联合英国学者,详细研究了嫦娥五号月壤中32个质地均匀的撞击玻璃珠。结果发现,撞击玻璃珠的平均水含量可高达0.05%。

  “这相当于一吨撞击玻璃珠中有0.5千克水,比我们想象得要多。这里所说的玻璃珠中的水不是通常意义的水,而是存在于玻璃珠中的氢,这些氢可以通过一定反应转换成我们能利用的水。”惠鹤九说。

  更有意思的是,撞击玻璃珠中的水含量呈现明显的扩散环带特征,水含量从玻璃珠的外缘向核心部位递减。

  这一现象的缘由在科研团队随后的研究中露出端倪,“撞击玻璃珠中富水的外部区域的氢同位素组成与太阳风的氢同位素组成相近,所以我们推测外部区域的水来自太阳风中氢的注入。”惠鹤九解释。

  科研人员同时发现,有些玻璃珠最边缘处的氢含量降低。他们推测,这应该是玻璃珠经历过后期的撞击或加热事件,导致其又丢失了部分水。

  “此次研究发现的新机制揭示出月壤中的撞击玻璃珠是一个储水宝库,它们可以维持月表水循环。团队结合月球全球尺度月壤厚度分析,推测出月壤的储水量最高可达2.7×10^14千克。”惠鹤九认为,在人类未来的深空探测中,撞击玻璃珠或许可以作为候选水源提供补给,但前提是收集玻璃珠、提取水的效率要高。

(原载于《科技日报》 2023-03-28 第02版 综合)

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