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月球南極區(qū)域的隕坑 |
據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)報(bào)道，自從人類第一次登陸月球將部分月球樣本帶回地球，科學(xué)家們就認(rèn)為月球表面是一個(gè)完全干燥的世界。但是依據(jù)三個(gè)不同航天器最新觀測(cè)結(jié)果確鑿的證據(jù)顯示——月球表面遍布水資源。
這項(xiàng)最新研究發(fā)表在9月25日出版的《科學(xué)》雜志上，該研究?jī)H在美國(guó)宇航局月球軌道勘測(cè)器探測(cè)到極地冰水物質(zhì)之后，同時(shí)也距美國(guó)宇航局“月球隕坑觀測(cè)與遙感衛(wèi)星（LCROSS）”發(fā)射時(shí)間相差幾個(gè)月，LCROSS將碰撞在月球南極永久陰影區(qū)域，該衛(wèi)星期望能夠發(fā)現(xiàn)月球液態(tài)水存在的證據(jù)。
研究人員稱，月球表面比地球上的任何沙漠都要干燥，但是水資源仍以非常少的數(shù)量存在于月球上。在月球表面最外層可能蘊(yùn)藏著大約32盎司液態(tài)水。美國(guó)羅得島州布朗大學(xué)行星地理學(xué)家卡爾－佩特爾斯（Carle Pieters）是從事月球表面三項(xiàng)科學(xué)研究其中一項(xiàng)的負(fù)責(zé)人，他發(fā)表聲明稱，如果月球表面的水分子能夠像我們所理解得那樣可移動(dòng)性，甚至非常少的一部分，我們依然能夠從永久陰影隕坑中提取水資源。這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)月球研究的全新手段，但目前我們必須理解如何利用水資源的物理特性。
在月球表面發(fā)現(xiàn)水資源是至關(guān)重要的，這將對(duì)未來月球人類基地提供很大的便利，同時(shí)也可以作為潛在的飲用水和燃料資源。
月球表面具有存在水的光譜信號(hào)
40年前，當(dāng)“阿波羅號(hào)”宇航員從月球上返回時(shí)帶來幾塊月球巖石樣本，對(duì)月球巖石的分析顯示巖石礦物質(zhì)中存在著水分子，雖然當(dāng)時(shí)科學(xué)家探測(cè)到水分子的存在，但他們卻認(rèn)為這可能是受到地球水污染造成的，事實(shí)上裝載月球巖石樣本的容器很難出現(xiàn)裂縫。
美國(guó)諾克斯維爾市田納西州大學(xué)拉里－泰勒（Larry Taylor）說：“在月球上同樣存在著氧同位素，因此科學(xué)家很難區(qū)別月球和地球上水分子之間的區(qū)別。”據(jù)悉，泰勒是美國(guó)宇航局從事印度“Chandrayaan-1”人造衛(wèi)星建造儀器的成員之一。
雖然科學(xué)家仍繼續(xù)猜測(cè)在月球南極不見陽光的隕坑中存在著冰水沉淀物質(zhì)，但他們一致同意月球其他區(qū)域是完全干燥的世界。但依據(jù)印度“Chandrayaan-1”月球探測(cè)器、美國(guó)宇航局“卡西尼”太空探測(cè)器和“深度碰撞探測(cè)器”的最新觀測(cè)結(jié)果，月球表面存在著水或者羥基（氧和氫的化學(xué)結(jié)合物）的光譜信號(hào)。#p#副標(biāo)題#e#
源自太陽的帶電氫離子流通過太陽風(fēng)流向月球 |
三個(gè)探測(cè)器證實(shí)月球表面存在水
“Chandrayaan-1”月球探測(cè)器是印度第一顆月球探測(cè)器，著眼于繪制月球表面結(jié)構(gòu)和確定其礦物質(zhì)成份（今年8月份該探測(cè)器由于意外性故障，提早結(jié)束了為期14周的勘測(cè)任務(wù)）。然而該探測(cè)器仍處于激活狀態(tài)，由美國(guó)宇航局建造的月球礦物學(xué)繪圖儀（M3）探測(cè)到月球表面反射的光線波長(zhǎng)，從而指示出氫和氧的化學(xué)結(jié)合價(jià)——這是暗示水分子或氫氧基存在的證據(jù)。
由于月球礦物學(xué)繪圖儀（M3）僅能穿透月球風(fēng)化層頂部數(shù)毫米，因此最新發(fā)現(xiàn)的水分子僅存在接近月球表面的區(qū)域。M3的最新觀測(cè)結(jié)果同時(shí)暗示著月球極地區(qū)域水分子存在的證據(jù)較明顯。據(jù)悉，佩特爾斯是“Chandrayaan-1”月球探測(cè)器機(jī)載M3儀器的首席調(diào)查員。
1999年，美國(guó)宇航局“卡西尼”太空探測(cè)器在運(yùn)行至土星的軌道中途經(jīng)月球，證實(shí)發(fā)現(xiàn)輕微的水和氫氧基分子存在的信號(hào)。這表明水分子肯定被吸收或者誘捕于月球表面的晶體和礦物質(zhì)中。美國(guó)地質(zhì)勘測(cè)局的羅根－克拉克（Roger Clark）在“卡西尼”探測(cè)器的這項(xiàng)最新發(fā)現(xiàn)中進(jìn)行了詳細(xì)記錄。
卡西尼最新觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，月球表面有全球分布的水分子信號(hào)，雖然在極地區(qū)域存在水分子的信號(hào)更加強(qiáng)烈。
此外，“深度碰撞探測(cè)器”作為EPOXI任務(wù)的延續(xù)和M3任務(wù)小組的邀請(qǐng)，在幾次近距離接近地球－月球系統(tǒng)途中采用紅外線探測(cè)到月球表面存在著水分子和氫氧分子。據(jù)悉，該探測(cè)器將于2010年11月2日計(jì)劃飛越103P/哈特利彗星。#p#副標(biāo)題#e#
月球南極區(qū)域，該區(qū)域潛在隱藏著冰水物質(zhì) |
深度碰撞探測(cè)器在月球北緯10度以上區(qū)域探測(cè)到水分子信號(hào)，尤其是極地區(qū)域的信號(hào)最強(qiáng)烈。在經(jīng)過多次途經(jīng)月球表面，深度碰撞探測(cè)器能夠觀測(cè)月球太陰日同一區(qū)域不同時(shí)間的狀況。在中午時(shí)分，太陽放射線最強(qiáng)烈，水分子特征表現(xiàn)得最弱，然而在早晨，水分子特征則表現(xiàn)得最強(qiáng)烈。
深度碰撞探測(cè)器觀測(cè)月球不僅十分含糊地證實(shí)了水或者氫氧分子存在于月球表面，同時(shí)在部分太陰日期間，顯示整個(gè)月球表面都是含水層。夏威夷大學(xué)的保羅－萊西（Paul Lacey）說：“這三個(gè)探測(cè)器的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)提供了月球表面存在羥基或水存在的確鑿證據(jù)。同時(shí)，該項(xiàng)研究提供了至關(guān)重要的線索，證實(shí)月球并不是干燥的。”
月球表面水來源于何處？
這項(xiàng)綜合性研究顯示月球表面不僅結(jié)合了水分子，并且這一水合過程處于動(dòng)態(tài)化，它可能是源自太陽輻射打擊在月球表面的任何既定區(qū)域。太陽可能解釋月球表面水分子的來源。
目前月球表面的水資源潛在有兩種來源——像載水彗星碰撞在月球表面的外部來源，或者直接來源于月球內(nèi)部。后者內(nèi)生來源被認(rèn)為是太陽風(fēng)和月球巖石和土壤交互作用形成的。由巖石和風(fēng)化層構(gòu)成的月球表面45%成份是氧，太陽風(fēng)作為由太陽噴射出的帶電粒子流主要是由質(zhì)子或者是帶正電荷的氫原子構(gòu)成。
泰勒猜測(cè)稱，如果帶電氫原子以三分之一光速旅行，以足夠大的力度打擊在月球表面，它們將分解土壤礦物質(zhì)中的氧價(jià)分子。只要有游離狀態(tài)的氧分子和氫分子存在，就非常高可能地形成水分子。
多項(xiàng)研究實(shí)驗(yàn)表明月球表面日常的脫水和再水合反應(yīng)過程可導(dǎo)致羥氫氧基和氫分子朝向極地區(qū)域遷移，這些分子能夠聚積在永久陰影區(qū)的冷槽區(qū)域。（悠悠/編譯）
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