嫦娥五號｜新發現1噸月壤約有120克「水」　人類有望遷居月球嗎？

基於嫦娥五號攜帶的「月球礦物光譜儀」探測的數據，中國科學院地質與地球物理研究所等單位的研究人員首次獲得了月表原位條件下的水含量。

據中國《科技日報》1月10日報道，中國中科院地質與地球物理研究所等單位的研究人員發現，嫦娥五號採樣區的水含量在120 ppm（百萬分之一）以下，而從別的地方濺射到採樣區的更古老岩石中的水含量約為180 ppm。這就相當於1噸月壤中大約有120克水，1噸岩石中大約有180克水。相關研究成果1月8日發表於《科學-進展》（Science Advances）網站。

測量的是「水分子或羥基」　並非液態水

論文第一作者、中科院地質地球所副研究員林紅磊解釋，「光譜儀所探測到的『水』是指礦物裏的水分子或者羥基，在一定條件下才能轉化為我們喝的水。」

月球上到底有沒有水？這個問題不僅大眾好奇，科學家也想知道答案。早在1952年，美國化學家大膽猜測月球上太陽永遠無法照射到的窪地中可能存在像水一樣的揮發性物質。

1969年至1972年，美國阿波羅任務從月球採集了大量的樣品並返回地球，終於讓人們有機會直接測量月球上是否有水，但遺憾的是，月壤很乾，宇航員留在月球表面探測大氣的儀器也無法探測到水。這似乎讓「月亮是乾的」成為了一個事實。

然而，即使蘇聯科學家在1978年從「月球24號」任務採集的樣品中測量到了微量水，但這一結果並沒有被重視。直到1994年「克萊門汀」（Clementine）任務實施前，對月球水的研究一直處在停滯階段。

2009年有了不一樣的發現。印度「月船一號」搭載的月球礦物繪圖光譜儀發現在月球上水隨處可見，水含量隨緯度的增加而增加。「這一探測結果使科學家極為興奮，這也許是很多人第一次意識到月球上有水。」林紅磊說，這裏的「水」是指水分子或者羥基。

此後，前往土星探測器「卡西尼號」、前往彗星的探測器「深度撞擊號（Deep Impact）」、「月球觀測和傳感衛星（LCROSS）」等都用光譜儀的探測月球上確實存在水。經過半個多世紀的爭論和探測，各種證據讓人們相信了月球上是有水存在的，但仍然沒有在月表原位進行過水的探測。

探測到的「水」藏在岩石中

嫦娥五號探測器攜帶了月球礦物光譜分析儀，在採樣過程中獲取了月表的光譜。林紅磊說，「這些數據讓我們第一次有機會在月表近距離、高分辨地探測水的信號。」

和普遍意義上的液態水不同，光譜儀在月面探測到的「水」都藏在岩石中，水分子代表稍微加熱就可以跑出來的「結合水」，羥基則代表需要較高温度才能析出的「結構水」。嫦娥五號光譜儀對採樣區約2米見方的區域進行了光譜觀測，觀測對象除了月壤之外還有一塊沒有帶回來的岩石，結果表明，嫦娥五號採樣區水含量在120ppm以下，而岩石中的水含量約為180ppm，「相當於1噸月壤中大約有120克水，1噸岩石中大約有180克水」。

這些水又是從哪裏來的呢？結合樣品分析，月壤中的水絕大部分是太陽風的貢獻。論文通訊作者之一、地質地球所研究員林楊挺說，太陽風裏有很多氫，轟到月面與月壤裏的氧結合形成了羥基或者水分子。

和月壤中120ppm水含量相比，岩石中仍多出來60ppm的水，多出來的水又來自哪裏？科研人員推測岩石是來自於比嫦娥五號着陸點本地玄武岩更古老的區域，多出來的水可能代表了月球內部水。「而月壤中的含水量較低，可能是嫦娥五號着陸區月幔較幹或經歷了大量脱氣的過程，這與風暴洋地區長期的火山噴發是一致的」，林紅磊說。