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月球，我們最近的天體鄰居，仍然承載著許多謎團，尤其是在水中在其過去和現在的作用方面。就在去年，一系列令人驚訝的研究表明，月球表面覆蓋著水分子；另一項備受矚目的實驗表明，月球上至少有一些極地隕石坑似乎覆蓋著水冰。這些冰儲量對於未來的月球訪客來說將是寶貴的資源，他們可以依靠當地的水源在月球表面長期停留。
但是，隨著月球表面看起來越來越溼潤，關於月球地幔中地表以下數十公里處的水的影響的爭論仍在激烈進行。地幔中是否存在水有助於限制月球的地質歷史，一直追溯到行星大小的物體與地球碰撞，產生碎片雲並聚結成月球的時期，正如目前普遍的觀點認為的那樣。當阿波羅載人登月任務帶回的月球樣本到達地球時，地質學家注意到這兩個天體之間存在一個有趣的差異——月球樣本似乎高度缺乏揮發物，如水。關於為什麼月球和地球在這方面應該如此不同，有多種解釋，並且隨著對月球成分的更好理解，可能會更深入地瞭解其形成和演化。
然而，近年來，一些研究已經開始挑戰月球是極度乾燥的觀點。特別是，2008年《自然》雜誌上的一篇論文顯示，阿波羅宇航員帶回的古代火山樣本中含有微量的水，並暗示月球內部存在驚人數量的本土水成分。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）研究人員得出結論，月球岩漿中大部分原始水含量在噴發過程中以蒸汽形式逸出。
現在，一項新的研究，於8月5日在《科學》雜誌線上發表，反駁了月球含水假說。扎卡里·夏普，新墨西哥大學的地球化學家，和他的同事測量了幾個阿波羅樣本的化學成分，發現月球岩石和土壤的氯含量表明月球內部基本上沒有水，正如最初懷疑的那樣。
在地球上，氯以兩種穩定的同位素形式存在——原子具有不同數量的中子，因此具有不同的原子量——以非常可預測的比例存在：大約三個氯35原子對應一個氯37原子。但在夏普和他的合著者檢查的月球樣本中，兩種同位素之間的比例在樣本之間差異很大，其中大多數樣本相對於地球富含氯37。
這意味著，在地球上調節氯同位素平衡的過程在月球上不存在——而這些過程部分取決於氫的存在，氫是水的組成部分和關鍵標記。夏普解釋說，在地球上的火山噴發期間，氯35比其較重的對應物更容易以蒸汽形式逸出，但氯37優先與氫結合形成氯化氫，後者也以蒸汽形式逸出。“這兩種效應往往會相互抵消，”夏普說。
在一個沒有豐富氫的世界中，氯35仍然會在熔岩流動期間優先以蒸汽形式逸出，但氯37摻入逸出氣體的抵消作用不會發生，留下一個相對富含氯37的無水世界。這正是阿波羅樣本的同位素比率所表明的——一種普遍的氯37富集趨勢。
該小組還計算了月球岩石的初始氯含量，這可以根據推測產生的少量氯化氫來估算初始氫含量。
“最終，我們提出了唯一與我們所有觀察和測量結果一致的解釋，”夏普說，“那就是月球岩漿中的氫含量——而氫實際上是水的代表——必須非常非常低。”推斷出的月球氫含量大約是地球的萬分之一，甚至可能更低。“那真是太乾燥了，”夏普說。
約翰·艾勒，加州理工學院的地球化學家，說他對月球氯的不尋常同位素組成的發現印象深刻，但對它的意義仍然持不可知論態度。“月球材料的氯含量和同位素組成並非對這些或相關材料的氫含量的直接約束，”艾勒說。因此，這項新工作“實際上是一個有些間接和迂迴的論證”，他補充道。
2008年《自然》雜誌論文的作者之一，該論文顯示水在月球歷史中發揮了相對較大的作用，對此仍然持懷疑態度。“這些人有一些關於各種月球樣本中氯同位素的非常好的資料，”華盛頓特區卡內基科學研究所地球磁學部地球化學家埃裡克·豪裡說，他補充說，這項新研究提出了“真正是來自月球岩石的同類首個數據”。
與此同時，豪裡說，“我必須質疑的是水。”夏普和他的同事檢查的火山岩未必總是具有高氯氫比。首先，氫在岩漿中的溶解度遠低於氯。“當岩漿噴發時，首先脫氣的是水和氫，”他補充道。換句話說，月球岩漿的氯含量可能主要表明在最初存在的任何水和氫已經逸出後發生的 процессы。
月球內部有多少水（如果有的話）的問題可以追溯到幾十年前，並且不太可能在不久的將來得到解決，夏普指出。“科學總是這樣運作的——爭議出現，不同的人會進行不同的測量或提出不同的想法，也許會對一個想法達成共識，”他補充道。“我不知道我們是否會很快就此得出結論。”