月球水从哪里来?嫦娥六号重要发现颠覆认知
科学界争论数十年的月球水来源之谜,因中国嫦娥六号的一项最新发现而有了突破性进展。
月球水从何而来?这个困扰科学界多年的谜题,如今因为中国嫦娥六号探测器带回的月壤而找到了关键线索。近日,中国科学院广州地球化学研究所研究团队在对嫦娥六号2克月壤样品的精细分析中,成功识别出来自“CI型碳质球粒陨石”的撞击残留物。
这种陨石富含水与有机质等生命关键物质,此前在月球样品中检测到的具有正氧同位素特征的水,很可能就来自这类陨石的撞击贡献。
01 月球水的探寻:从科学猜想到证据确凿
人类对月球水的认识经历了漫长而曲折的过程。
上世纪阿波罗任务带回的月壤样品几乎完全干燥,让许多科学家坚信月球是一个完全干旱的世界。
直到2009,印度“月船1号”探测器才首次在月球表面发现了水的光谱信号。
近十年来,随着探测技术的进步,科学家们发现月球上的水比想象中要多得多。
2022年对嫦娥五号月壤的研究表明,月球表面确实存在水,但其存在形式并非液态或冰,而是水分子或羟基,被束缚在月壤颗粒表面。
当时的研究估算,嫦娥五号采样区每吨月壤约含有120克水,而一些更古老的岩石中水含量达到每吨约180克。
02 多源假说:月球水的复杂身世
关于月球水的来源,科学界提出了多种假说,每种都有其科学依据。
太阳风注入假说是最早被提出的理论之一。该理论认为,太阳风中的氢离子以每秒600-1200公里的速度轰击月球表面,与月壤中的氧元素结合形成水分子或羟基。
2022年对嫦娥五号月壤的研究发现,月壤颗粒边缘含有高浓度的氢,且氘/氢同位素比率与太阳风一致,为这一假说提供了有力证据。
陨石撞击贡献假说则认为,月球的水是彗星和碳质球粒陨石撞击带来的。这些天体富含水和其他挥发性成分,撞击月球后将水留在月球表面。
此外,还有月球原生水假说,即月球形成初期就含有水,部分被保留在月球内部。
03 研究突破:嫦娥六号的新发现
最近,中国科学院广州地球化学研究所徐义刚院士、林莽研究员领导的研究团队取得了突破性进展。
他们仅用2克嫦娥六号月壤样品,通过系统的岩相学分析以及橄榄石微量元素和氧同位素组成研究,成功识别出7颗来自CI型碳质球粒陨石的撞击残留物。
这些微小的岩石碎屑是CI型碳质球粒陨石母体撞击月球表面后,发生熔融并快速冷却结晶的产物。
CI型碳质球粒陨石的母体小行星主要分布在外太阳系,以富含水和其他挥发性成分(如有机质)而著称。
进一步的统计分析表明,此类陨石在月球表面的比例远高于地球。
04 月球:保存陨石的“天然档案馆”
为什么在地球上难以发现的CI型碳质球粒陨石,在月球上却能找到?
答案在于月球独特的环境条件。陨石被誉为“太阳系的信使”,它们携带着太阳系形成和早期演化的原始信息。
在地球上,由于浓厚大气层的燃烧作用以及活跃的地质构造和风化作用,绝大多数陨石,尤其是极其脆弱、富含水与有机质的CI型碳质球粒陨石,难以完好保存。
这类陨石在地球的陨石记录中占比不足1%,样本极为稀缺。
与之相反,月球没有大气层和剧烈的地质活动,其表面如同一座巨大的“天然档案馆”,能够将数十亿年来撞击事件的痕迹完好地封存起来。
05 科学意义:重新认识月球水的来源
这一发现具有多重科学意义。它直接证明了CI型碳质球粒陨石可以到达地月系统。
更重要的是,虽然研究团队还不确定这类陨石撞击月球的具体时间,但它的存在为解决月球水的来源问题提供了关键证据。
研究团队提出,此前在月球样品中检测到的具有“正氧同位素特征”的水,其最可能的来源就是这类碳质球粒陨石的撞击贡献。
中国科学院广州地球化学研究所研究员林莽表示:“月球的水是从哪里来的,现在有很多假说,有说它是原地的,有说是彗星陨石带过来的。这次我们发现了这类陨石是富含水的,而且找到了很多这类陨石,代表它对月球水的贡献以前是远远被低估的。”
06 未来探索:月球水资源的利用前景
对月球水资源的探索不仅具有科学意义,更关系到人类在月球的可持续存在。
2025年9月,《自然·天文》发表了另一项嫦娥六号研究成果,首次揭示了月表及次表层水含量及分布特征。
研究发现,嫦娥六号着陆区月表水含量大约是嫦娥五号着陆区的两倍。
研究人员还观察到月表水含量随地方时的变化而变化,越接近中午水含量越低。
这些发现为未来月球水资源的利用提供了新视角。科学家们已经开始研究从月壤中提取水的可行性。
一项研究显示,通过将月壤加热至1000度高温,令月壤融化,氢与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应,可生成单质铁和大量的水。
一克月壤大约可产生51-76毫克的水,一吨月壤可产生约51-76公斤水,基本可满足50人一天的饮水量。
从嫦娥五号确认月表原位水的存在,到嫦娥六号识别出CI型碳质球粒陨石残留物,中国探月工程正一步步解开月球水源之谜。
月球极地土壤中的水分可能比嫦娥五号样本中的水分还要多。这座月球背面的“天然档案馆”还有更多秘密等待揭晓。
而每一次发现,都在为人类未来在月球建立太空站乃至月球移民提供新的可能性。
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