去月球上游泳吧！
我国嫦娥五号探测器带回的月球样本，改变了我们对月球的认知。科学家们通过分析这些珍贵的月壤样本,确认了一个令人振奋的发现:月球上的水并非全部来自外部输送,而是有相当一部分属于月球自身原生的水资源。这一发现不仅重塑了我们对月球历史的理解,也为未来的月球探索任务带来了新的希望。
长久以来,月球在人们眼中一直是一个荒凉贫瘠的世界。它的表面布满了陨石撞击留下的坑洞,没有大气层,也没有生命的迹象。然而,随着探测技术的进步,科学家们陆续在月球上发现了水的存在。这些发现引发了一个关键问题:这些水究竟从何而来?
早在阿波罗任务期间,科学家们就在月球土壤样本中发现了水和羟基的存在。羟基是由一个氢原子和一个氧原子结合而成的化学基团,是水分子的重要组成部分。当时主流的理论认为,月球上的羟基主要是通过太阳风中的氢原子轰击月球表面形成的。太阳风是太阳持续向外释放的高能粒子流,其中包含大量氢原子,当这些氢原子撞击月球表面的氧化物时,就可能形成羟基。
然而,我国嫦娥五号任务带回的样本分析结果,为这个问题提供了更加完整的答案。研究人员将相关发现发表在《自然通讯》期刊上,论文详细阐述了月球水的双重来源。分析显示,嫦娥五号样本中约三分之一的羟基离子确实来自太阳风的作用,这证实了此前的理论。但更令人惊讶的是,剩余三分之二的羟基含量来自月球本身的一种矿物——磷灰石。
磷灰石是一种含有羟基的磷酸盐矿物,广泛存在于地球和其他天体上。在月球的磷灰石中发现羟基,意味着这些水分子很可能是在月球形成过程中就已经存在,或者是月球内部地质活动的产物。换言之,月球上的水并非完全依赖外部输送,而是有着"原住民"身份的本土水资源。
这一发现，改变了我们对月球形成历史的认知。此前科学家普遍认为,月球是在一次巨大撞击事件中形成的,高温环境应该使得所有挥发性物质,包括水,都被蒸发殆尽。但原生水的存在表明,月球的形成和演化过程可能比我们想象的更加复杂,可能有某些机制，使原生水得以保留下来。
其次,这一发现对未来的月球探索和开发具有重要的实际意义。如果月球上确实存在原生水资源,那么建立永久性月球基地的可行性将大大提高。水不仅是生命维持系统的必需品,还可以分解为氢气和氧气,作为火箭燃料使用。月球本土水资源的存在,意味着未来的月球探索者可能不需要从地球运送所有的水资源,这将大幅降低月球任务的成本。
嫦娥五号的成功采样和分析,也展示了我国在深空探测领域的技术实力。该任务于2020年12月成功从月球风暴洋地区采集了约1731克月球样本,这是人类时隔40多年后再次从月球带回样本。这些样本来自月球上相对年轻的火山区域,与阿波罗任务采集的样本有着不同的地质背景,能够提供全新的科学信息。
当然,虽然我们在月球上发现了水,但这并不意味着人类很快就能在月球上"游泳"。月球上的水主要以羟基的形式存在于矿物中,或以冰的形式藏在永久阴影区的深层土壤里,浓度相对较低,分布也不均匀。要将这些水资源提取出来并加以利用,还需要开发专门的技术和设备。
尽管如此,月球原生水的发现仍然是人类探索月球历程中的一个重要里程碑。它不仅回答了月球水来源的科学问题,也为人类未来在月球上建立长期基地、甚至将月球作为深空探索的中转站,提供了更加坚实的基础。随着各国月球探测计划的推进,相信我们对月球水资源的认识还会不断深化,这颗陪伴地球数十亿年的天然卫星,或许将成为人类探索更远宇宙的重要跳板。