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月球上有水嗎?科學(xué)證明告訴你月球上到底有沒(méi)有水

每當(dāng)夜幕降臨,一輪明月懸掛在高高的夜空時(shí),你也許會(huì)想:月球上有水嗎?它和地球一樣嗎?月球上除了有水還有什么?這些問(wèn)題,不但你在想,也一直是科學(xué)家在探索研究的課題。早在20世紀(jì)60年代,阿波羅登月計(jì)劃的一個(gè)主要目的就是要確定月球上是否有水。一旦人類夢(mèng)想成真地移民到月球上,月球上要是有水就會(huì)給新移民帶來(lái)諸多方便。但月球上到底有沒(méi)有水呢?下面探秘志小編就把今年來(lái)登月的相關(guān)資料搜集整理出來(lái),讓我們一起來(lái)探尋月球上的秘密。

月球上有水嗎?科學(xué)證明告訴你月球上到底有沒(méi)有水

月球離我們有38.4萬(wàn)千米遠(yuǎn),假如乘噴氣式飛機(jī),從地球飛到月球要18天才能到達(dá)。不過(guò),噴氣式飛機(jī)是離不開(kāi)地球的。

近幾十年來(lái),科學(xué)家們用宇宙飛船把宇航員送上了月球,去探索月球上的秘密。人類第一次登上月球是美國(guó)的兩個(gè)宇航員。他們?cè)?969年7月20日乘阿波羅11號(hào)登月載人宇宙飛船在月球上著陸,進(jìn)行了探險(xiǎn),根據(jù)資料顯示,阿波羅號(hào)上的探險(xiǎn)家們確實(shí)發(fā)現(xiàn)了月球上有少量水源,剛開(kāi)始時(shí)他們真是欣喜若狂,但好景不長(zhǎng)。進(jìn)一步的分析表明,月球上水的同位素構(gòu)成與地球上水的同位素構(gòu)成一樣,這并不是一個(gè)好兆頭。

眾所周知,水是由氫和氧二種元素構(gòu)成,每種元素有不同的同位素,而同位素是由原子中所含的中子數(shù)來(lái)決定的。不同星球、天體上同一種元素有它特有的同位素特征,但月球樣品中水的同位素與地球上的一樣,因此他們認(rèn)為有可能月球樣品中的水是來(lái)自地球。最終他們認(rèn)為月球是一個(gè)“像石頭一樣干燥的”球體。

然而就在2009年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球上可能存在水。到底水在哪呢?2010年4月1日,NASA宣布他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“令人震驚的真相”。在回顧登月行動(dòng)的照片時(shí),NASA的科學(xué)家宣稱宇航員的旁邊竟然立著一臺(tái)飲水機(jī)!“啊,原來(lái)水在這里!”他們嗨得不行。發(fā)生了這么大的疏漏,科學(xué)家自然要煞有介事地詰問(wèn)宇航員為什么不報(bào)告此事了。宇航員也煞有介事地回答,當(dāng)時(shí)戴著手套沒(méi)法操作飲水機(jī),也只能無(wú)視了。

月球上有水嗎?科學(xué)證明告訴你月球上到底有沒(méi)有水

但隨后問(wèn)題出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。在上個(gè)世紀(jì)90年代,克萊門(mén)汀及月球勘探者(Clementine and Lunar Prospector)兩個(gè)獨(dú)立的部門(mén)揭示,月球上的水有可能是以冰的形態(tài)存在于月球表面,尤其是在月球的兩極。

月球極地的水已在2010年被美國(guó)航空航天局(NASA)所屬的月球隕石坑觀察與感測(cè)衛(wèi)星(Lunar Crater Observation and Sensing Satellite,LCROSS)所確認(rèn)。接著另一個(gè)更令人興奮的發(fā)現(xiàn)是,NASA的月球礦物制圖儀(Moon Mineralogy Mapper)證實(shí),月球上的水不僅存在于兩極,而在月球上到處都有水。

在月球表面找到水后,月球巖石地質(zhì)化學(xué)家們馬上意識(shí)到,如果月球表面有水,很有可能在月球的巖石中亦含有水。在阿波羅登月計(jì)劃近40年后的2008年,由布朗大學(xué)的薩爾(Alberto Saal)主導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了月球玻璃珠含有水(量比較少,每百萬(wàn)份中只有46份的水準(zhǔn))。這些月球玻璃珠存在于月球內(nèi)部,是在巖漿突然冷卻時(shí)形成的。

盡管月球玻璃珠的含水量小,但它與地球上玄武巖中的含水量(大約每百萬(wàn)份中含260份)亦有可比性。這一發(fā)現(xiàn)完全改變了研究人員對(duì)月球的看法。月球中的某些部分似乎與地球內(nèi)部的某些部分一樣潮濕。

而科學(xué)家也成功地在月球的磷灰石中找到了水。這是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn),因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在知道磷灰石是月球中唯一的已知含水礦物質(zhì),而磷灰石又普遍存在于幾乎所有的月球巖石中。

然而,更為重要的還不僅僅是月球中含有水,而是這些水中氫原子的同位素組成。最近的研究結(jié)果顯示,在一些古老的月球高地巖石和玄武石玻璃珠中水的同位素組成,幾乎與地球上地幔水的同位素組成在同一個(gè)范圍內(nèi)。這一點(diǎn)非常重要,因?yàn)檫@意味著這兩個(gè)不同的星體有著相同的水來(lái)源。

月球上有水嗎?科學(xué)證明告訴你月球上到底有沒(méi)有水

目前對(duì)月球水源尚未有最終定論,實(shí)際上,月球上有水嗎,這個(gè)問(wèn)題困擾我們多年了,現(xiàn)在的進(jìn)展是什么呢?

就像你不可能從胡蘿卜里擠出血來(lái),很明顯,你也不可能從月球的巖石里找到一絲水汽。最近,科學(xué)家對(duì)阿波羅宇航員帶回來(lái)的月球樣品進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示月球表面下從來(lái)就沒(méi)有存在過(guò)水。

幾十年來(lái),科學(xué)家們一直在爭(zhēng)論月球上是否存在大量的水。理論上,月球上應(yīng)該有水,因?yàn)樵虑蛟堑厍虻囊徊糠帧#?億年前,一個(gè)火星大小的天體和地球發(fā)生了災(zāi)難性的碰撞從而產(chǎn)生了月亮。)然而,對(duì)上世紀(jì)七十年代和八十年代阿波羅宇航員們從月球上帶回來(lái)的巖石所做的化學(xué)分析證明月球上并不存在水。最近,利用更高技術(shù)的裝置對(duì)月球巖石的分子組成進(jìn)行了檢查,研究者們發(fā)現(xiàn)了極微量的氫---一種存在水的標(biāo)志。(去年,月球隕坑觀測(cè)和遙感衛(wèi)星飛船撞擊了月球永久陰影區(qū)的隕石坑,證明了月球表面有水冰存在的證據(jù),但是,那冰可能是古代彗星長(zhǎng)期影響沉淀的結(jié)果。)這仍然是一個(gè)有待解決的謎團(tuán),因?yàn)檠芯咳藛T希望用月球水制造火箭燃料用于將來(lái)的深空探測(cè)。

目前,一個(gè)研究小組打算通過(guò)對(duì)比月球和地球巖石中氯的兩種同位素,或兩種形式的氯來(lái)解決這個(gè)疑團(tuán)?茖W(xué)家們已經(jīng)在氣球巖石和隕石上做過(guò)類似的分析,所以他們決定在月球的樣品上重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。8月5日,研究人員在在線科學(xué)雜志上報(bào)告了氯元素比率的差別,月球表面下的水基本上是零。

阿爾伯克基的新墨西哥大學(xué)地球化學(xué)家和主要作者扎爾里·夏普解釋說(shuō)氯同位素比率一個(gè)星體所包含水的數(shù)量的標(biāo)志,這個(gè)標(biāo)志得的可信度很高。在球上,早期的火山噴發(fā)帶來(lái)了熔巖里包含大量的易揮發(fā)物質(zhì),比如二氧化碳、硫、水蒸汽和氯氣。當(dāng)熔巖冷卻時(shí),這些氣體會(huì)逃逸到大氣中---但是它們也會(huì)相互作用,且會(huì)留下相互作用的痕跡,這就是同位素的比率,這表明了它們的相對(duì)數(shù)量。在地球的表面,氯同位素比率是一致的,因?yàn)樵嘏c氫的相互作用是很容易的。但是在月球上,這個(gè)比率變化范圍很大----夏普稱這個(gè)現(xiàn)象為“離散”---如果月球包含大量氫的話,這個(gè)事件是不可能發(fā)生的。

比率的變異是“完全沒(méi)有預(yù)料到的,一開(kāi)始就感到困惑”,夏普說(shuō)。他還說(shuō)到,底線是“我們意識(shí)到的能夠引起這么多同位素離散的過(guò)程是,月球上的氫含量比地球少10000到100000倍。”

所以說(shuō),以暫時(shí)的這些資料來(lái)看,月球上有沒(méi)有水還尚未有最終定論,科學(xué)家還在設(shè)法使用新的測(cè)量方法來(lái)確認(rèn)。但至少有一件事是肯定的——那就是我們對(duì)在月球表面和月球內(nèi)部水的認(rèn)識(shí)上還有很長(zhǎng)的路要走。

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