月球隕石中發現的礦物質暗示月球存在隱藏的水

在非洲西北部發現的月球岩石中的莫幹石表明月球地下蘊藏著豐富的冰

moon water map

這張月球表面礦物分佈區域性圖由印度月球探測器上的NASA儀器於2009年提供,揭示了月球高緯度地區富含水礦物質(藍色)。然而,此類地圖僅調查了月球表面的最頂層區域。現在,一項關於月球隕石的新研究為更深處存在水冰提供了誘人的證據。

一項新的研究報告稱,在月球隕石中發現了一種需要水存在的礦物質才能形成。

研究團隊成員表示,這一發現表明,可能對人類探索有用的隱藏水冰可能隱藏在 月球表面之下。

由日本東北大學地球與行星物質科學系 Kayama Masahiro 領導的日本科學家團隊在非洲西北部沙漠中發現的月球隕石中發現了這種名為莫幹石的礦物質。


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莫幹石是一種類似於石英的二氧化矽晶體,已知在地球上特定的沉積環境中由鹼性流體形成。此前從未在月球岩石樣本中檢測到它。

Kayama 及其團隊認為,這種礦物質形成於月球表面名為風暴洋地區的區域,原因是最初存在於月球塵土中的水因暴露在強烈的陽光下而蒸發。Kayama 認為,有充分的理由相信,在月球表面更深處,水冰晶體可能很豐富,因為它們受到保護,免受強烈太陽射線的照射。

“我們首次可以證明月球物質中存在水冰,”Kayama 告訴 Space.com。“在莫幹石中,水分較少,因為莫幹石是由水的蒸發形成的。月球表面就是這種情況。但在地表下,大部分水仍然以冰的形式存在,因為它受到陽光的保護。”

科學家們早就知道月球上有水。例如,NASA 的 月球隕坑觀測和感測衛星在月球南極附近的一個陰影隕石坑中探測到了水。印度的“月船1號”探測器記錄了月球表面上方稀薄大氣中存在水的證據。

但是,根據 Kayama 的說法,到目前為止,還沒有證據表明中低緯度地區的地下存在水。

“許多人認為,遙感航天器只在兩極周圍發現了水的證據,僅僅是因為我們看不到地表以下幾毫米的地方,”Kayama 說。“這是對地下區域水中情況的首次深入瞭解。”

研究人員估計,地表以下月球土壤中的含水量可能高達 0.6%。Kayama 說,如果這是真的,未來的月球先驅理論上可以從每 36 立方英尺(每立方米 6 升)的月球岩石中提取約 1.6 加侖的水。

“這個數值意味著水非常豐富,”他說。“對於未來的宇航員和未來可能 居住在月球上的人們來說,提取足夠的水來滿足他們的需求就足夠了。”

Kayama 表示,月球表面下除了兩極以外的其他區域也廣泛存在水冰,這意味著未來的探險家將更容易獲得這種資源,這種資源也可用於為前往小行星和其他行星的任務製造火箭燃料。

“例如,我們不需要從地球攜帶所有飲用水和返回地球或 前往火星的燃料,”Kayama 說。“如果月球地下水資源豐富,我們可以輕鬆地利用它。”

Kayama 及其同事使用包括顯微拉曼光譜和電子顯微鏡在內的複雜方法分析了 14 顆月球 隕石。他們只在其中一個樣本中發現了莫幹石。

然而,他們表示,該礦物質的濃度表明,它不太可能是在隕石已經位於非洲沙漠中,暴露於地球天氣時形成的。

“可以排除由於地球風化作用而形成莫幹石的可能性,因為這種情況意味著在發現隕石的炎熱沙漠的沙子中莫幹石會廣泛分佈,”研究人員在今天(5 月 2 日)線上發表在 《科學進展》雜誌上的新研究中寫道。“尚未有關於這種情況的報道。莫幹石在環境壓力下很容易且完全透過水蝕作用而消失。”

Kayama 希望日本宇宙航空研究開發機構 JAXA 未來將繼續推進發射月球樣本返回任務的計劃,這將使研究人員能夠嘗試在其他月球岩石中探測莫幹石。

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