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中国科学家在月球上的小玻璃珠里发现更多的水

华尔街日报报道,科学家们说,月球表面含有一种嵌入微型玻璃珠中的新水源,这可能有一天会帮助未来的宇航员生产饮用水、可呼吸的空气甚至火箭燃料。

论文作者胡森拍摄

这些发现来自于2020年在月球上呆了两周的中国探测器。根据周一发表在《自然-地球科学》杂志上的一篇论文,嫦娥五号探测器在月球表面钻了几英尺,返回了3.7磅的物质,其中有来自一个撞击坑的玻璃珠。

月球表面覆盖着微小的球形硅酸盐玻璃珠,其大小从几十微米到几毫米不等。一些玻璃珠是在小行星撞向月球时形成的,另一些则是月球表面古代火山活动的结果,这两种情况都发生在数百万年前。

根据这项研究,在北京实验室里,中国科学家使用一种被称为二次离子质谱仪的特殊仪器,检查了少数微观球体,仪器用一束离子分析固体表面,并发现了嵌入其中的水。

这些水是珠子中的氧气和太阳发出的氢原子之间的化学反应的结果,这些氢原子被太阳风运送到月球表面并沉积到土壤中。

虽然每颗珠子中的水量很小,但根据研究,月球上有很多珠子,足以容纳大约270万亿公斤的水。

作者写道:“我们对这个月球水库的直接测量表明,撞击玻璃珠可以在月球上储存大量来自太阳风的水,并表明撞击玻璃可能是其他无空气天体上的水库。”

研究人员认为,太阳系中的其他卫星也可能有这样一个水库。

位于北京的中国科学院地质与地球物理研究所教授、论文作者胡森说:“也许这是我们太阳系的一个共同特征,也是了解其他世界的一种方式。”


在小玻璃珠中发现的水并不是月球上唯一的水来源。水冰还隐藏在月球南北两极的永久阴影火山口中,美国国家航空航天局和中国都计划将未来的月球基地放在那里。

2020年,天文学家使用美国国家航空航天局高空飞行器上的红外望远镜,在月球表面一个阳光充足的部分探测到了锁在月球砂里面的水的存在。

胡博士说,为了获得新的水源,未来的宇航员必须想办法收集有水的珠子,然后把它们加热到大约100摄氏度,或大约212华氏度。他说,美国宇航局阿波罗任务带回来的撞击珠有大约47%的水。然而,在检查了中国探测器在2020年返回的珠子后,研究小组发现了更高的水含量,高达2000份/百万。

亚利桑那州立大学Buseck陨石研究中心主任兼地球和空间探索教授朗达斯·特劳德表示,研究人员对珠子中水的形成的发现是准确的。斯特劳德博士没有参与这项研究。

“我认为他们的方法很好,他们的工作做得很仔细,所以我认为测量结果是相当可靠的,”斯特劳德博士说。“这无疑增加了我们对月球上我们知道含有水的材料的库存。”

美国国家航空航天局没有发表评论。由于担心安全问题,美国国会自2011年起禁止美国航空航天局与中国合作。

自宇航员吉恩·塞尔南于1972年12月14日离开后,美国宇航局还没有去过月球表面。NASA的Artemis项目计划在2024年让美国宇航员绕月飞行,并在之后的某个时间让他们着陆。

嫦娥五号探测器的任务由四个独立的飞行器组成,使其能够在月球上着陆,将一个太空舱从探测器上返回到一个轨道航天器上,返回地球,然后将样品降落在蒙古的一个地点。

据设在亚利桑那州的科学组织行星协会称,着陆器携带了三个科学有效载荷,包括检查着陆点的照相机,地面穿透雷达,以及分析月球表面矿物的光谱仪。

嫦娥七号探测器计划于2026年发射到月球的南极地区。

斯特劳德博士在谈到目前中国的月球计划时说:“他们目前在机器人样品返回方面肯定是在踢我们的屁股。但是Artemis将带回样品。只是当你和人类一起做的时候需要更长的时间。”