一項備受期待的實驗將於下個月測試一項理論，即月球永久陰影極地隕石坑蘊藏著水冰。美國宇航局的月球隕石坑觀測和感測衛星 (LCROSS) 將執行
對南極隕石坑進行兩階段撞擊，以觀察隨後碎片羽流中升起的是什麼。
現在，就在 LCROSS 計劃撞擊前兩週，一系列證據表明月球確實存在水。但新的研究指出，水的存在形式與 LCROSS 尋找的集中冰源不同——它們表明水以分子形式分散地存在於月球表面，濃度較低。更重要的是，可能存在一個水迴圈，其中分子在月球白天（約兩個地球周）的時間跨度內被分解和重組。
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三篇論文
本週線上發表在《科學》雜誌上的三篇論文，每篇都使用了不同航天器收集的光譜資料，發現了水或氫氧根 (OH) 分子或兩者兼有的特徵光吸收。論文作者表示，這兩種分子都出現在月球表面的情景是他們資料最合理的解釋。
水和氫氧根是相關的分子種類，具有相似的光譜特徵——各自的特徵波長都位於電磁頻譜的紅外部分附近。在月球礦物繪圖儀 (M3) 獲取的光譜資料中，指示水的 3 微米吸收帶廣泛出現在月球表面，M3 是印度“月船1號”航天器上環繞月球的儀器
直到軌道飛行器的任務在上個月提前結束。
起初，儀器管理員感到困惑，認為 M3 上的某些東西出了問題。“我認為我們所有人的第一反應是，這太荒謬了，”說
卡爾·彼得斯，布朗大學的行星科學家，也是 M3 的首席研究員。該團隊發現水存在的證據不在永久陰影隕石坑中，而是在月球的陽光照射部分，這根本不合理。
“我們花了幾個月的時間檢查我們的資料，試圖找出哪裡出了問題，”她回憶道。“是什麼給了我們這個無法擺脫的特徵？” 由於無法排除這種奇怪結果的故障，彼得斯的小組轉向了第二次，然後是第三次獨立的觀察。
羅傑·克拉克，美國地質調查局 M3 團隊的光譜學家，重新分析了卡西尼號航天器的檔案資料，該航天器目前正在探索土星及其衛星，這些資料是在 1999 年飛掠月球期間採集的。卡西尼號的資料與月球表面似乎廣泛存在水的發現相符。
更多的證實來自“深度撞擊”探測器的及時飛掠，該探測器於 2010 年前往彗星交會。“深度撞擊”探測器在六月掠過月球，其光譜儀對月球水理論進行了測試——測試非常成功。
“在‘深度撞擊’的資料中，我們有非常強烈的證據表明[水]無處不在，”說
行星地質學家傑西卡·陽光，馬里蘭大學學院公園分校的高階研究科學家，她同時參與 M3 儀器和“深度撞擊”任務。“在月球上，我們沒有看不到水的地方。” 她指出，水似乎緊貼月球表面——深度以毫米甚至數百微米為單位——並且典型區域的區域性丰度似乎非常低。“我們仍然在談論的水量甚至少於您能想到的最熱的沙漠，”陽光說。
保羅·盧西，夏威夷大學馬諾阿分校的行星科學家，他在《科學》雜誌上撰寫了一篇評論，以配合這三項光譜研究，他說他發現結果“非常驚人”。
“當我讀到第一篇論文時，我正在度假，當我讀到它時，我使用了生動的語言，”盧西說。“我感到震驚。” 同時，他說，光譜是否同時顯示水和氫氧根尚不確定。“我們看到的是 OH 或 H2O，”他說。“我相信對現有資料的進一步分析可能會區分這兩種情況。”
另一方面，盧西指出，“深度撞擊”研究“表明該訊號正在隨溫度或時間變化，這讓我覺得水更可能存在，僅僅是因為 OH 與礦物質結合得非常緊密，並且不會非常活躍。” 在某些地方，例如赤道附近，白天溫度很高，“深度撞擊”探測到訊號在太陽直射頭頂時消散，並在月球傍晚涼爽的溫度到來時恢復。
對這種現象的一種解釋是，太陽風中帶電的氫原子流可能與含氧月球礦物質發生反應，從而在表面產生水。這個過程可以解釋在陽光分解水分子後，資料中看到的穩定、快速的補充現象。
陽光指出，在她看來，問題不在於是否存在氫氧根或水，而在於每種物質對光譜特徵的貢獻有多大。“水和氫氧根有點混合在一起，更難知道什麼是獨特的水，什麼是獨特的 OH，”她說。“然而，我們看到隨著水的流失而發生變化，並且我們看到吸收特徵的不同部分發生變化，因此我們看到不同的物質進進出出。對此最簡單的解釋當然是水正在流失。OH 的鍵合力要強得多；更難去除。”
彼得斯說，將三篇論文的資料放在一起看，就解決了水的問題。“基本上，底線是，如果你閱讀所有三篇論文，毫無疑問，水和氫氧根存在於月球的表面上層，”她說。
那麼，為什麼這種廣泛存在的表面現象以前從未被發現過呢？特別是考慮到它的發現部分依賴於 10 年前的資料？“我認為這只是科學社會學中一種有趣的現象，即人們根本沒有想到要進行測量，”盧西說。
陽光說，對極地陷阱（例如 LCROSS 尋找的陷阱）的關注往往主導了月球表面水的搜尋。“每個人都傾向於從極地冰蓋、溜冰場和湖泊的角度來考慮這個問題，而我們談論的是分子，”她說。“這是人們思考月球上水的方式的真正轉變。”