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月球上有水嗎？人類總執(zhí)著于這個(gè)問題
月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，也是距離地球最近的天體。探索月球是人類的夢(mèng)想。
月球找水發(fā)展史
1998年，美國(guó)ames研究中心的科學(xué)家宣布，探測(cè)器發(fā)現(xiàn)月球表面以下，存在許多由水凝結(jié)成的小冰晶。
十年后，2008年，印度第一部月球探測(cè)器“月船1號(hào)”(chandrayaan-1)，從月球表面反射的太陽(yáng)光中，用分光計(jì)檢測(cè)到水的特征光譜，提供了有力的證據(jù)，證實(shí)月球表面存在大量水冰?！霸麓?號(hào)”的迷你合成孔徑雷達(dá)(簡(jiǎn)稱mini-sar)，在月球表面發(fā)現(xiàn)了40個(gè)含有水冰的隕石坑。這些隕石坑的直徑從1千米到15千米不等。根據(jù)估算，這些隕石坑內(nèi)的水冰總量驚人，達(dá)到6億噸。
月球上40個(gè)隕石坑含水6億噸
2009年，美國(guó)國(guó)家航空航天局(nasa)的傳感衛(wèi)星lcross，撞擊月球表面的隕石坑。僅僅從撞擊時(shí)濺起的羽毛狀物質(zhì)中，科學(xué)家就檢測(cè)到了超過100公斤的水。
2018年，美國(guó)夏威夷大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)的科學(xué)家，進(jìn)一步深入分析了“月船1號(hào)”探測(cè)月球兩極地區(qū)時(shí)傳回的數(shù)據(jù)，在月球礦物質(zhì)繪圖儀(簡(jiǎn)稱m3)的記錄中，發(fā)現(xiàn)了水在近紅外光譜上的特征吸收，這是月球上存在水最直接、最確切的證據(jù)。
最新發(fā)現(xiàn)：水在白天四處游蕩
近日，nasa的科學(xué)家根據(jù)月球勘測(cè)軌道器(lro)的“萊曼-阿爾法”測(cè)繪儀器(lyman alpha mapping project，簡(jiǎn)稱lamp)，發(fā)現(xiàn)水在月球上遷移。
月球上的白天，在太陽(yáng)光的照射下，溫度升高，可以達(dá)到127℃。水從土壤中蒸發(fā)出來，散逸在月球表面稀薄的大氣中。這些水無(wú)法脫離月球的引力，因而以水汽的形式，隨著月球表面的稀薄大氣遷移。
由于月球上沒有大氣層，所以到了夜晚，也就是太陽(yáng)照不到的時(shí)候，溫度可以降低到-183℃。這時(shí)，水會(huì)再次在表層的土壤中凝結(jié)，就像地球上的霜。月球勘測(cè)軌道器拍下了霜凍區(qū)的分布，在下圖中用淺藍(lán)色表示。
藍(lán)色區(qū)域：月球夜晚的霜凍區(qū)
這是第一次證實(shí)了月球上水的遷移，以前，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在某個(gè)區(qū)域有時(shí)能檢測(cè)到水，有時(shí)又檢測(cè)不到，還以為是檢測(cè)儀器不準(zhǔn)確造成的。
月球水的來源
月球上的水是哪里來的呢?其實(shí)這個(gè)問題應(yīng)該是，月球上的氫元素是哪里來的。水是由氫元素和氧元素組成的。而月球本身就富含氧元素，它表面氧元素含量估計(jì)可以達(dá)到45%(質(zhì)量百分比)，這些氧元素主要與金屬元素結(jié)合在一起，形成氧化物，例如氧化鐵。
太陽(yáng)風(fēng)含有質(zhì)子，它由氫元素組成?？茖W(xué)家推測(cè)，當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)刮過月球表面時(shí)，質(zhì)子與月球表面的金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的水逐漸累積下來。
月球水的用途
負(fù)責(zé)“萊曼-阿爾法”測(cè)繪儀器的首席科學(xué)家，德克薩斯州圣安東尼奧市西南研究所(southwest research institute in san antonio, texas)的研究員庫(kù)爾特·雷瑟福德(kurt retherford)說，發(fā)現(xiàn)月球上有水，將促使美國(guó)重新評(píng)估月球探索的技術(shù)難度。因?yàn)?，月球上顯然存在足夠的水，執(zhí)行探月任務(wù)...
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月球上有水嗎，水普遍存在？
移民其他星球，一直是人類的夢(mèng)想。想要移民，首先要找到一顆有水的星球。好消息來了。
日本東北大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)日前發(fā)布消息稱，他們通過分析月球隕石，首次找到了月球中低緯度存在水的直接證據(jù)。該項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)》的子刊《科學(xué)進(jìn)展》上。
僅300塊月球隕石被驗(yàn)明正身
天上掉下來的石頭那么多，怎么知道這一塊來自月球?
隕石發(fā)燒友、中科院國(guó)家天文臺(tái)《中國(guó)國(guó)家天文》雜志編輯張超介紹，月球隕石屬于無(wú)球粒隕石中的一類。在所有隕石中，無(wú)球粒隕石占比不到10%，而月球隕石又是無(wú)球粒隕石中比較稀少的一類，相當(dāng)稀缺。
無(wú)球粒隕石和地球上的礦石很類似，不像球粒隕石那樣有明顯的內(nèi)部特征，很難辨認(rèn)。在無(wú)球粒隕石中，有一多半都來自灶神星。找到一顆無(wú)球粒隕石，分析其化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和同位素組成，與采集的月球樣品相比對(duì)，就能知道它是否來自月球了。
月球隕石可大致分為玄武巖質(zhì)、斜長(zhǎng)巖質(zhì)和混合巖質(zhì)三個(gè)類型，分別代表月海、高地和沖擊角礫巖。其中，斜長(zhǎng)巖質(zhì)月球隕石也常為角礫巖，因富含斜長(zhǎng)石角礫而得名。
目前已經(jīng)驗(yàn)明正身并獲得命名的月球隕石僅有300多塊(含成對(duì)隕石)，以角礫巖為主，玄武巖質(zhì)的月球隕石僅有數(shù)塊。近年來，通過研究月球隕石，科學(xué)家對(duì)月球的水、巖漿活動(dòng)、新巖石類型等方面有較多新的發(fā)現(xiàn)。不說話的隕石成為科學(xué)家了解月球的重要窗口。
水可能在月球上普遍存在
日本團(tuán)隊(duì)稱，他們從在非洲找到的月球隕石lunar meteorite nwa 2727中，發(fā)現(xiàn)了一種需要水才能形成的礦物質(zhì)——斜硅石。它的存在，強(qiáng)烈暗示月球上存在水活動(dòng)。日本科學(xué)家認(rèn)為，該隕石來自月球中低緯度，說明該區(qū)域存在水。
如何判斷隕石來自月球中低緯度呢?中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員平勁松解釋道，月球中低緯度位置被撞擊濺射的巖石碎屑，多在白道面附近飛行，容易被地球捕獲。而月球高緯度和極區(qū)位置被撞擊產(chǎn)生的巖石碎屑則不易到達(dá)地球。
事實(shí)上，這并不是科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)月球上有水。美國(guó)國(guó)家航空航天局(nasa)的月球隕石坑觀測(cè)和傳感衛(wèi)星在月球南極附近的環(huán)形山內(nèi)探測(cè)到了水。印度的“月船-1”探測(cè)器記錄了月球表面以上稀薄大氣中水的證據(jù)。
那么，首次發(fā)現(xiàn)月球中低緯度有水意味著什么?平勁松指出，這說明水可能在月球上普遍存在，人們或許不必一味地要去月球極地陰影里尋找水了。
“如果真的是這樣，未來的月球探測(cè)中將更容易獲得資源，這將大大增加人類未來在月球上居住和開展基建的可能性。” 香港大學(xué)地球科學(xué)系博士后張曉佳說道。
每立方米巖石可提取6升水
如果月球上有大量的水，會(huì)是以什么樣的形態(tài)存在?
日本研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)，在月表之下更深處，水資源可能非常豐富。鑒于月球地下溫度較低，水很可能以冰的形態(tài)存在。他們估計(jì)，月球地下土壤中的含水量可能高達(dá)0.6%——每立方米月球巖石可提取約6升水。
平勁松表示，巖石結(jié)晶水、表面一定深度下部的水冰、更深處存在的液體水層，以及深部巖石縫隙里的液態(tài)水等等，都可能是月球上水的形態(tài)。
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月球上有水嗎？事實(shí)月球上是真空的
自古以來，月球一直是人們最關(guān)注的天體之一，從地球上看月球，有時(shí)像鐮刀，有時(shí)是半圓，有時(shí)如一輪明鏡?！霸掠嘘幥鐖A缺”就是形容人們眼里的月亮變化多端。與地球一樣，月球也是不發(fā)光的天體，只能是靠反射太陽(yáng)光而發(fā)亮。月球繞地球向東運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)生不同的變化，這就是為什么月球有的時(shí)候是圓的，有的時(shí)候則是半圓的。
在浩瀚的宇宙中，除了光芒萬(wàn)丈的太陽(yáng)外，月球這顆美麗的星球，就是地球最近的鄰居了。幾十億年來，月球都堅(jiān)持不懈地伴隨著地球不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，形影不離。地球與月球的距離大約38400千米，月球的直徑為3476千米，相當(dāng)于地球直徑的1/4，它的表面積是地球表面積的1/14。月亮永遠(yuǎn)是以半個(gè)球面對(duì)著地球的，月亮繞著地球運(yùn)動(dòng)，在地球引力的影響之下，它的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期其實(shí)是一致的，所以說月亮始終是背對(duì)著地球的。
通過多年來的探索發(fā)現(xiàn)，月球是個(gè)異常干燥的天體，它甚至比戈壁上的大沙漠還要干燥100萬(wàn)倍，可以想象一下，在地球上，以沙漠的干燥程度，很難有生物存在，更何況是月球。自1969年“阿波羅”11號(hào)登月以來，人類每次登上了月球都有意外發(fā)現(xiàn)。
在距月球259千米處，“阿波羅”15號(hào)發(fā)現(xiàn)有大量的水蒸氣云團(tuán)，早期的“阿波羅”計(jì)劃，在月球上根本找不到一點(diǎn)一滴的水，那么月球上的水汽是從哪里來的呢?是探索人員帶到月球上的，還是這些水汽就來自月球本身呢?月球上的景象并不像我們想象的那么美好，月球上沒有大氣，也沒有浮力，氫氣球在月球上是飛不起來的，月球上全是真空，聲音也無(wú)法傳播，沒有風(fēng)，也沒有云，更沒有雨、雪、雷和閃電。
月球和地球一樣，有著山和平原，最高的山峰比地球上最高的山峰還要高，月球上的最高山峰可高達(dá)9000米。人類看到的月球是正面，這些明亮的部分就包括月球表面的山脈和高原。月亮上較暗的部分，也就是我們從地球上看不到的，是月球的背面。
這一部分是廣闊的平原和低地，過去人們沒有探索月球的時(shí)候，給這片暗黑部分取名為“風(fēng)暴洋”、“靜海”等。其實(shí)在月球上，很早就出現(xiàn)了火山爆發(fā)的情況，火山爆發(fā)噴出的大量巖漿，就形成了月球背面的平原和低地。1969年，人們登陸月球，看到了月球上的“靜?！薄．?dāng)時(shí)，只找到了玄武巖，并沒有發(fā)現(xiàn)水的蹤跡。月球上真的一點(diǎn)兒水都沒有嗎?那么月球上的水汽是從何而來呢?
從月亮上看天上的星星，看到的情景和在地球上看到的情景十分的相似，有東升，有日落，速度卻比地球上慢了許多。在月球上，每一個(gè)月才能看到一次日出和日落。1998年，月球勘測(cè)者飛船使用“中子譜儀”探測(cè)月球表面富含氫的礦物。它們分布在月球的南極區(qū)以及北極區(qū)的隕擊坑。這個(gè)結(jié)果使很多科學(xué)家相信，這種氫是水中的氫。最后，他們決定讓飛船去撞擊月球南極的附近，希望能借此使其釋放水汽?？山Y(jié)果卻不盡如人意，這一實(shí)驗(yàn)并沒有成功。
或許在月球上真的沒有水汽的存在，也或許水汽的數(shù)量太少而不能被人類觀測(cè)到?？傊两袢詻]有得到月球上存在水的可靠證據(jù)。雖然不能證實(shí)月球上...
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