科學家驚人發現:月球表面遍佈水資源

  據美國網站報道,自從人類第一次登陸月球將部分月球樣本帶回地球,科學家們就認為月球表面是一個完全乾燥的世界。但是依據三個不同航天器最新觀測結果確鑿的證據顯示——月球表面遍佈水資源。

  這項最新研究發表在2009年9月25日出版的《科學》雜誌上,該研究僅在美國宇航局月球軌道勘測器探測到極地冰水物質之後,同時也距美國宇航局“月球隕坑觀測與遙感衛星(LCROSS)”發射時間相差幾個月,LCROSS將碰撞在月球南極永久陰影區域,該衛星期望能夠發現月球液態水存在的證據。

  研究人員稱,月球表面比地球上的任何沙漠都要乾燥,但是水資源仍以非常少的數量存在於月球上。在月球表面最外層可能蘊藏著大約32盎司液態水。美國羅得島州布朗大學行星地理學家卡爾-佩特爾斯(Carle Pieters)是從事月球表面三項科學研究其中一項的負責人,他發表聲明稱,如果月球表面的水分子能夠像我們所理解得那樣可移動性,甚至非常少的一部分,我們依然能夠從永久陰影隕坑中提取水資源。這項研究實現了一項月球研究的全新手段,但目前我們必須理解如何利用水資源的物理特性。

月球南極區域的隕坑

  在月球表面發現水資源是至關重要的,這將對未來月球人類基地提供很大的便利,同時也可以作為潛在的飲用水和燃料資源。

  月球表面具有存在水的光譜信號

  40年前,當“阿波羅號”宇航員從月球上返回時帶來幾塊月球岩石樣本,對月球岩石的分析顯示岩石礦物質中存在著水分子,雖然當時科學家探測到水分子的存在,但他們卻認為這可能是受到地球水污染造成的,事實上裝載月球岩石樣本的容器很難出現裂縫。

  美國諾克斯維爾市田納西州大學拉裡-泰勒(Larry Taylor)說:“在月球上同樣存在著氧同位素,因此科學家很難區別月球和地球上水分子之間的區別。”據悉,泰勒是美國宇航局從事印度“Chandrayaan-1”人造衛星建造儀器的成員之一。

  雖然科學家仍繼續猜測在月球南極不見陽光的隕坑中存在著冰水沉澱物質,但他們一致同意月球其他區域是完全乾燥的世界。但依據印度“Chandrayaan-1”月球探測器、美國宇航局“卡西尼”太空探測器和“深度碰撞探測器”的最新觀測結果,月球表面存在著水或者羥基(氧和氫的化學結合物)的光譜信號。

源自太陽的帶電氫離子流通過太陽風流向月球

  三個探測器證實月球表面存在水

  “Chandrayaan-1”月球探測器是印度第一顆月球探測器,著眼於繪製月球表面結構和確定其礦物質成份(今年8月份該探測器由於意外性故障,提早結束了為期14周的勘測任務)。然而該探測器仍處於激活狀態,由美國宇航局建造的月球礦物學繪圖儀(M3)探測到月球表面反射的光線波長,從而指示出氫和氧的化學結合價——這是暗示水分子或氫氧基存在的證據。

  由於月球礦物學繪圖儀(M3)僅能穿透月球風化層頂部數毫米,因此最新發現的水分子僅存在接近月球表面的區域。M3的最新觀測結果同時暗示著月球極地區域水分子存在的證據較明顯。據悉,佩特爾斯是“Chandrayaan-1”月球探測器機載M3儀器的首席調查員。

  1999年,美國宇航局“卡西尼”太空探測器在運行至土星的軌道中途經月球,證實發現輕微的水和氫氧基分子存在的信號。這表明水分子肯定被吸收或者誘捕於月球表面的晶體和礦物質中。美國地質勘測局的羅根-克拉克(Roger Clark)在“卡西尼”探測器的這項最新發現中進行了詳細記錄。

  卡西尼最新觀測數據顯示,月球表面有全球分佈的水分子信號,雖然在極地區域存在水分子的信號更加強烈。

月球南極區域,該區域潛在隱藏著冰水物質

  此外,“深度碰撞探測器”作為EPOXI任務的延續和M3任務小組的邀請,在幾次近距離接近地球-月球系統途中採用紅外線探測到月球表面存在著水分子和氫氧分子。據悉,該探測器將於2010年11月2日計劃飛越103P/哈特利彗星。

  深度碰撞探測器在月球北緯10度以上區域探測到水分子信號,尤其是極地區域的信號最強烈。在經過多次途經月球表面,深度碰撞探測器能夠觀測月球太陰日同一區域不同時間的狀況。在中午時分,太陽放射線最強烈,水分子特徵表現得最弱,然而在早晨,水分子特徵則表現得最強烈。

  深度碰撞探測器觀測月球不僅十分含糊地證實了水或者氫氧分子存在於月球表面,同時在部分太陰日期間,顯示整個月球表面都是含水層。夏威夷大學的保羅-萊西(Paul Lacey)說:“這三個探測器的觀測發現提供了月球表面存在羥基或水存在的確鑿證據。同時,該項研究提供了至關重要的線索,證實月球並不是乾燥的。”

  月球表面水來源於何處?

  這項綜合性研究顯示月球表面不僅結合了水分子,並且這一水合過程處於動態化,它可能是源自太陽輻射打擊在月球表面的任何既定區域。太陽可能解釋月球表面水分子的來源。

  目前月球表面的水資源潛在有兩種來源——像載水彗星碰撞在月球表面的外部來源,或者直接來源於月球內部。後者內生來源被認為是太陽風和月球岩石和土壤交互作用形成的。由岩石和風化層構成的月球表面45%成份是氧,太陽風作為由太陽噴射出的帶電粒子流主要是由質子或者是帶正電荷的氫原子構成。

  泰勒猜測稱,如果帶電氫原子以三分之一光速旅行,以足夠大的力度打擊在月球表面,它們將分解土壤礦物質中的氧價分子。只要有游離狀態的氧分子和氫分子存在,就非常高可能地形成水分子。

  多項研究實驗表明月球表面日常的脫水和再水合反應過程可導致羥氫氧基和氫分子朝向極地區域遷移,這些分子能夠聚積在永久陰影區的冷槽區域。




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