本文作者:郭沫若

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月球上是否存在水对研究月球演化和资源开发至关重要。对1969年至1972年阿波罗任务采集的月球样本的研究表明,在月球土壤中未发现含水矿物。此后,月球缺水成为月球科学的基本假设,对理解月球火山演化、月球起源等问题产生了重要影响。1994年,科研人员通过克莱门汀探测器观测月球两极讲述2023澳门开奖历史记录查询结果表,提出在极地永久阴影区的月球土壤中可能存在水冰。2009年,月船一号搭载的月球矿物测绘光谱仪发现月球表面存在由太阳风引起的羟基和(或)水分子信号。 同年,月球观测与传感卫星以2.5公里/秒的速度撞击月球永久阴影区,对撞击尘埃的遥感测量显示出水的信号。近年来,遥感数据显示月球被照亮的区域有水分子的迹象。利用高灵敏度的表征技术,科学家在当年收集的阿波罗月球样本中,在一些玻璃和矿物中发现了“水”(H+、OH-或H2O),含量为百万分之一,但并没有确凿的证据证明水分子的存在。

我国嫦娥五号采集的月壤样品是迄今为止最年轻的玄武岩和纬度最高的月球样品,为月球水研究提供了新契机。中国科研人员开展的研究基于单晶衍射和化学分析,发现这些月球水和铵盐以一种水合矿物的形式出现,成分为(NH4,K,Cs,Rb)MgCl3·6H2O。该矿物分子式中含有多达六个结晶水,样品中水分子的质量比例高达41%。在红外和拉曼光谱中都可以清晰地观察到源自水分子和铵盐的特征振动峰。从晶体的电荷密度可以清楚地看到水分子中的氢。ULM-1的晶体结构和成分与近年来在地球上发现的一种罕见的陨石坑矿物相似。在地球上,该矿物是由炽热的玄武岩与富含水和氨的火山气体相互作用形成的。 这为月球上水和氨的来源提供了新的线索。

为确保这一发现的准确性2023澳门正版资料大全免费,嫦娥五号带回月球样本中发现未知矿物晶体,首次在月壤中发现分子水,研究进行了严格的化学和氯同位素分析。纳二次离子质谱数据显示,该矿物的氯同位素组成与地球矿物有明显差异,与月球上的矿物一致。研究人员分析了矿物的化学成分和形成条件,进一步排除了地球污染或火箭尾气作为这种水合物的来源。这种六水合物矿物的存在为月球火山气体的成分提供了重要的制约。热力学分析表明,当时月球火山气体中水含量的下限与当今地球上最干燥的火山伦盖相当。这揭示了月球火山脱气的复杂历史,对于探索月球演化具有重要意义。

这种水合矿物的发现,揭示了月球上水分子的一种可能存在形式——水合盐。与挥发性水冰不同,这种水合物在月球高纬度地区(嫦娥五号采样点)非常稳定。这意味着,即使在月球广阔的阳光照射区域,也可能存在这种稳定的水合盐。这为未来月球资源的开发利用提供了新的可能性。

(央视帅俊权楚尔佳)

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