“水分子现身月球光照区，但离成为“资源”还有很大距离”

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科学技术日报记者金凤

地球这个蓝色的行星，依赖于大量珍贵的液态水，孕育着繁荣的生命。 但是，距离地球只有38万公里的月亮，贫瘠，寸草不生。

月球上有水吗？ 科学家从未停止过探索的脚步。 此前科学家推测，月球背面阴暗的陨石坑中可能隐藏着冰块。 目前，两个最新的研究证实了月光面上也可能存在水。

10月26日《自然天文学》宣布，美国国家航空空航天局( nasa )依赖平流层红外线天文台“索非亚”，在月球照射区域——月球南半球的克拉维斯环形山表面首次检测到水分子。

这个发现表明，水不仅有可能分布在黑暗的月亮背上，也有可能分布在整个月亮表面。 换言之，即使被太阳照射，水也可以存在于月球表面。

月光面上的水从哪里来？ 这次的发现会改写至今为止的月球水的起源理论吗？ 月光面上的水资源可以被我们利用吗？

6微米带出现水分子信号

准确地说，这并不是月球上第一次发现水。

月球上可能存在水的线索是水成分新闻的几个方面“拼凑”。 南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇告诉科技日报记者，科学家通常通过光谱遥感检测寻找水分子信号，但由于水冰光谱在2微米带附近具有显著的特征，科学家通常根据这些特征寻找月球上的水，

1998年，美国航天局的“月球探测器”号探测器搭载了中子光谱仪，在月球北极检测到了氢的丰富度。 这可能来自水，也可能来自含氢物质。

对科学家来说，在被太阳照射的、温度高的地区是否有水，更令人喜欢。

在月光照射区发现水的线索是，到2009年为止，印度的月船1号、nasa的深度撞击号、卡西尼号三个不同的探测器在阳光照射的月球表面发现了像水一样微弱的痕迹，但分别是水还是水的成分“羟基”

当时，这些探测器的光谱仪，工作波段多在可见光到近红外线的范围内，只能评价在2.8—3.0微米波段的反射光谱吸收带中检测到的物质。 羟基、水在3微米带附近有不同的吸收特性，但当时的探测器无法覆盖这个区域，因此科学家无法评价探测到的物质是羟基还是水分子。

有观点认为:“月球表面存在羟基，羟基结合后氢变为水，宇宙中存在大量氢，因此如果有羟基，基本上可能有水，但如果有羟基，则不一定有水分子。” 周礼勇说。

要分辨羟基和水分子，并不是什么也做不了。 水分子的6微米带有独特的辐射信号，这是完全没有羟基的特征。

但是，检测这样的红外波段非常困难，现在的月球探测器没有配备能够检测6微米红外波段的分光器。 因为地球大气中的水蒸气会屏蔽这个波段的光，所以地面观测器很无力。

因此，让飞机带着分光器飞到合适的高度进行探测是一条很好的道路。 完成这次特殊任务的“索菲亚”是改装后的波音747sp喷气客机。 搭载望远镜的观测波段覆盖5~8微米，最适合在6微米波段寻找水分子。

年8月，当时在美国夏威夷大学获得博士学位的凯西·霍尼鲍尔及其合作者用搭载“索菲亚”的红外望远镜，观测到了月球正面照射区域——月球南半球高纬度克拉维斯的陨石坑一带。 结果表明，他们在辐射光谱中发现了6微米带的辐射信号，证明了那里存在水分子。

撒哈拉沙漠干燥100倍

在阳光普照的月亮上，水分子很难保存。 此次勘探数据显示，水“被困”在月球表面的土壤中，浓度为100万400万%，相当于每公斤月球土壤含有100—400毫升的水。 凯西指出比撒哈拉沙漠干燥100倍。 但是，准确的含水量还需要进一步验证。 因为这个评价是基于月球表面的时间、地点的注意结果。

令人费解的是，这些水分子是怎么保存的？

“有一种构想认为，也许是运送水的彗星从远离太阳的地方撞击了月球，将彗星的水以某种形式束缚在了月球上。 但是，太阳风的氢与月球表面的氧反应形成羟基，也有可能与氢离子结合形成水分子。 ”。 周礼勇说，当含水彗星等撞击月球表面产生的能量融化月球表面的岩石和土壤，熔化物迅速冷却成玻璃体时，来自彗星的水将被封闭，可以在月球表面严酷的环境中长时间存在。

“另一种可能性是水在月球上原生。”周礼勇认为，按照目前主流的观点，月球的形成过程不含水。 除了距离太阳2~3个天文单位外，在雪线以下的温度下，水以固体的形式参与行星的形成过程，并保存在行星上。 地球和月球距离太阳只有一个天文学单位，逻辑上没有水，所以地球上的水源至今仍是科学家研究的重要问题。 月球本身是否含有“天生”的水，与月球的起源和经验的地质演化密切相关。