“嫦娥”在月亮上發現了“水”！

　　這個說法聽起來很浪漫，但眼下正與之相關的這條新聞，卻充滿了屬于科學、屬于未來的另一種美感：嫦娥五號探測器，在月球表面的土壤里，發現了“水”。

　　更準確一點說，這里的“水”，可不是能直接喝到嘴里的液態水，而是指藏在月壤顆粒里面的水分子或羥基（OH）。

　　2022年1月8日，中科院地質與地球物理研究所行星科學團隊，與上海技術物理研究所、國家空間科學中心、夏威夷大學、南京大學合作的科研團隊，一同在《科學-進展》上發表了關于“月球表面水探測”的研究成果。

　　2020年12月，嫦娥五號在月球正面預選著陸區著陸，著陸區的玄武巖已形成了20億年。嫦娥五號攜帶了月球礦物光譜分析儀，一邊采樣帶回月球樣品，一邊在采樣區約2米×2米范圍的區域進行了光譜觀測。

　　這是人類第一次有機會在月球表面“近距離、高分辨地探測到水的信號”，按照中科院地質與地球物理研究所副研究員林紅磊的形容，相當于研究者直接在月球上帶著光譜儀出了一次“野外”。

　　作為目前“唯一一次既返回樣品，又獲取到月表原位光譜的任務”，嫦娥五號顯然給月球水的研究注入了一針強心劑。它帶回來的樣品，能夠被用于詳細分析月球水在月壤顆粒中的分布、存在形式和來源。而原位光譜可以與軌道遙感建立聯系，能夠研究月表水的全球性分布和時間變化特征。

　　研究人員分析了嫦娥五號原位探測數據，最終估算的結果是：1噸月壤中，相當于有約120克“水”，1噸巖石中相當于有約180克“水”。

　　關于月亮上究竟有沒有水這件事，其實已經爭論了半個多世紀。

　　早在1952年，諾貝爾化學獎得主哈羅德·克萊頓·尤里就提出，月球上“可能存在著太陽永遠無法照射到的洼地”，即“永久陰影區”，這些洼地中或許存在一些揮發性的物質。1961年，加州理工學院的科學家，模擬展示了水蒸氣是如何在漫長的地質時間尺度上，困于永久陰影區的。

　　1969到1972年，以希臘神話太陽神阿波羅為名的登月任務，從月球上帶回了大量樣品，科學家們終于能親自動手，試著從這些月壤里翻找出水來。可惜的是，也許是因為當時的技術限制，抑或樣品的選擇問題，阿波羅帶回來的這些月壤都是“干巴巴的”。

　　用開玩笑的話來說，仿佛真的有太陽神將它們烘干過似的。

　　“月亮是干的”，這事逐漸成為一個共識，哪怕是1978年，蘇聯科學家在采集到的月壤樣品中，測量到了約0.1wt.%的水——相當于1噸月壤中有1000克水，也沒人敢說月亮上真的有水。將近半個世紀，對月球水的研究止步不前，直到1994年，美國國家航空航天局發送了克萊門汀號探測器，利用雷達技術探測了月球兩極。

　　雷達波的反射模式顯示，月球極區永久陰影區的月壤中，可能存在水冰，即一種由水或融水在低溫下固結的冰。當時的研究者判斷，測量月球氫的含量，或許是“探測水的一個方式”。1998年，月球勘探者號利用中子譜儀探測到了大量的氫，模型估計，月亮上的水，或許多達數億噸。

　　2008年，隨著技術的發展，科學家終于在“阿波羅”樣品中探測到了水，但在嫦娥五號之前還沒有進行過在月表原位的測量。

　　月球上的水，主要的存在形式包括水冰、月壤表層水和月球內部水。幾個可能的主要來源包括：太陽風注入，富含揮發物的隕石或彗星撞擊，或是存在于火山玻璃、磷灰石中的月球自己的水。

　　同位素分析表明，這回月壤樣品顆粒里的水，大部分來源于太陽風。太陽風中的氫粒子作用于月壤的各種礦物和玻璃表面，通過碰撞，進入礦物和玻璃的結構中，并與其中的氧原子結合，成為羥基或者水分子，這些水大多存在于月壤顆粒表層。而月球巖漿中的水，通常是以羥基的形式存在于礦物晶格中。

　　月表水的分布，很可能與“緯度的高度”相關。嫦娥五號帶回的樣品，是目前采集到的所有樣品中，采集地區緯度最高的。

　　“新一輪的探月目標，開始從‘認識月球為主’向‘認識和利用月球并重’轉變。”林紅磊說。他提到，很多科學家一直在專門研究月表資源的原位利用，特別是水的利用。

　　月表的水，理論上是可以提取的，但是含量太低，開采利用也非常困難。目前更被科學工作者關注的，是月球極區的水冰資源利用，已有很多相關研究在圍繞著這個問題開展。一種設想是，可通過各種方式加熱極區月壤，讓其中的氣體揮發出來，再通過冷凝，分離、收集儲存水蒸氣。

　　只可惜，月球的環境畢竟太復雜，水（冰）儲量還不完全清楚，水的收集工作也很困難。據林紅磊介紹，大多數月球水資源的開發利用裝置，都還只是一個設想或建議，基本都停留在原理樣機階段。

　　水被稱為生命之源，當我們把“水”“宇宙”這些詞聯系在一起，總會有許多關于未來的想象從大腦中迸發。

　　早期的火星可能存在過大量液態水，火星的地形地貌和已經發現的很多含水礦物可以說明這一點。當然，現在的火星探索中，還沒有發現太多液態水仍然存在的證據。哪怕如此，在好萊塢的科幻電影中，未來的人類也已經敢在火星上種土豆了。

　　既然這次，“嫦娥”發現了水，那我們或許也可以做一做在月亮上種桂花樹的夢了。

來源：中國青年報 張渺 人民視覺供圖