月球上有水嗎?科學證明告訴你月球上到底有沒有水

每當夜幕降臨,一輪明月懸掛在高高的夜空時,你也許會想:月球上有水嗎?它和地球一樣嗎?月球上除了有水還有什么?這些問題,不但你在想,也一直是科學家在探索研究的課題。早在20世紀60年代,阿波羅登月計劃的一個主要目的就是要確定月球上是否有水。一旦人類夢想成真地移民到月球上,月球上要是有水就會給新移民帶來諸多方便。但月球上到底有沒有水呢?下面探秘志小編就把今年來登月的相關資料搜集整理出來,讓我們一起來探尋月球上的秘密。

月球上有水嗎?科學證明告訴你月球上到底有沒有水

月球離我們有38.4萬千米遠,假如乘噴氣式飛機,從地球飛到月球要18天才能到達。不過,噴氣式飛機是離不開地球的。

近幾十年來,科學家們用宇宙飛船把宇航員送上了月球,去探索月球上的秘密。人類第一次登上月球是美國的兩個宇航員。他們在1969年7月20日乘阿波羅11號登月載人宇宙飛船在月球上著陸,進行了探險,根據資料顯示,阿波羅號上的探險家們確實發現了月球上有少量水源,剛開始時他們真是欣喜若狂,但好景不長。進一步的分析表明,月球上水的同位素構成與地球上水的同位素構成一樣,這并不是一個好兆頭。

眾所周知,水是由氫和氧二種元素構成,每種元素有不同的同位素,而同位素是由原子中所含的中子數來決定的。不同星球、天體上同一種元素有它特有的同位素特征,但月球樣品中水的同位素與地球上的一樣,因此他們認為有可能月球樣品中的水是來自地球。最終他們認為月球是一個“像石頭一樣干燥的”球體。

然而就在2009年,科學家發現月球上可能存在水。到底水在哪呢?2010年4月1日,NASA宣布他們發現了一個“令人震驚的真相”。在回顧登月行動的照片時,NASA的科學家宣稱宇航員的旁邊竟然立著一臺飲水機!“啊,原來水在這里!”他們嗨得不行。發生了這么大的疏漏,科學家自然要煞有介事地詰問宇航員為什么不報告此事了。宇航員也煞有介事地回答,當時戴著手套沒法操作飲水機,也只能無視了。

月球上有水嗎?科學證明告訴你月球上到底有沒有水

但隨后問題出現了轉機。在上個世紀90年代,克萊門汀及月球勘探者(Clementine and Lunar Prospector)兩個獨立的部門揭示,月球上的水有可能是以冰的形態存在于月球表面,尤其是在月球的兩極。

月球極地的水已在2010年被美國航空航天局(NASA)所屬的月球隕石坑觀察與感測衛星(Lunar Crater Observation and Sensing Satellite,LCROSS)所確認。接著另一個更令人興奮的發現是,NASA的月球礦物制圖儀(Moon Mineralogy Mapper)證實,月球上的水不僅存在于兩極,而在月球上到處都有水。

在月球表面找到水后,月球巖石地質化學家們馬上意識到,如果月球表面有水,很有可能在月球的巖石中亦含有水。在阿波羅登月計劃近40年后的2008年,由布朗大學的薩爾(Alberto Saal)主導的研究小組發現了月球玻璃珠含有水(量比較少,每百萬份中只有46份的水準)。這些月球玻璃珠存在于月球內部,是在巖漿突然冷卻時形成的。

盡管月球玻璃珠的含水量小,但它與地球上玄武巖中的含水量(大約每百萬份中含260份)亦有可比性。這一發現完全改變了研究人員對月球的看法。月球中的某些部分似乎與地球內部的某些部分一樣潮濕。

而科學家也成功地在月球的磷灰石中找到了水。這是一個重要的發現,因為我們現在知道磷灰石是月球中唯一的已知含水礦物質,而磷灰石又普遍存在于幾乎所有的月球巖石中。

然而,更為重要的還不僅僅是月球中含有水,而是這些水中氫原子的同位素組成。最近的研究結果顯示,在一些古老的月球高地巖石和玄武石玻璃珠中水的同位素組成,幾乎與地球上地幔水的同位素組成在同一個范圍內。這一點非常重要,因為這意味著這兩個不同的星體有著相同的水來源。

月球上有水嗎?科學證明告訴你月球上到底有沒有水

目前對月球水源尚未有最終定論,實際上,月球上有水嗎,這個問題困擾我們多年了,現在的進展是什么呢?

就像你不可能從胡蘿卜里擠出血來,很明顯,你也不可能從月球的巖石里找到一絲水汽。最近,科學家對阿波羅宇航員帶回來的月球樣品進行了分析,結果顯示月球表面下從來就沒有存在過水。

幾十年來,科學家們一直在爭論月球上是否存在大量的水。理論上,月球上應該有水,因為月球曾是地球的一部分。(4億年前,一個火星大小的天體和地球發生了災難性的碰撞從而產生了月亮。)然而,對上世紀七十年代和八十年代阿波羅宇航員們從月球上帶回來的巖石所做的化學分析證明月球上并不存在水。最近,利用更高技術的裝置對月球巖石的分子組成進行了檢查,研究者們發現了極微量的氫---一種存在水的標志。(去年,月球隕坑觀測和遙感衛星飛船撞擊了月球永久陰影區的隕石坑,證明了月球表面有水冰存在的證據,但是,那冰可能是古代彗星長期影響沉淀的結果。)這仍然是一個有待解決的謎團,因為研究人員希望用月球水制造火箭燃料用于將來的深空探測。

目前,一個研究小組打算通過對比月球和地球巖石中氯的兩種同位素,或兩種形式的氯來解決這個疑團。科學家們已經在氣球巖石和隕石上做過類似的分析,所以他們決定在月球的樣品上重復這個實驗。8月5日,研究人員在在線科學雜志上報告了氯元素比率的差別,月球表面下的水基本上是零。

阿爾伯克基的新墨西哥大學地球化學家和主要作者扎爾里·夏普解釋說氯同位素比率一個星體所包含水的數量的標志,這個標志得的可信度很高。在球上,早期的火山噴發帶來了熔巖里包含大量的易揮發物質,比如二氧化碳、硫、水蒸汽和氯氣。當熔巖冷卻時,這些氣體會逃逸到大氣中---但是它們也會相互作用,且會留下相互作用的痕跡,這就是同位素的比率,這表明了它們的相對數量。在地球的表面,氯同位素比率是一致的,因為元素與氫的相互作用是很容易的。但是在月球上,這個比率變化范圍很大----夏普稱這個現象為“離散”---如果月球包含大量氫的話,這個事件是不可能發生的。

比率的變異是“完全沒有預料到的,一開始就感到困惑”,夏普說。他還說到,底線是“我們意識到的能夠引起這么多同位素離散的過程是,月球上的氫含量比地球少10000到100000倍。”

所以說,以暫時的這些資料來看,月球上有沒有水還尚未有最終定論,科學家還在設法使用新的測量方法來確認。但至少有一件事是肯定的——那就是我們對在月球表面和月球內部水的認識上還有很長的路要走。

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