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科学家惊人发现:月球表面遍布水资源

2017-9-14 16:33| 发布者: 编辑| 查看: 63| 评论: 0

摘要:   据美国网站报道,自从人类第一次登陆月球将部分月球样本带回地球,科学家们就认为月球表面是一个完全干燥的世界。但是依据三个不同航天器最新观测结果确凿的证据显示月球表面遍布水 ...

  据美国网站报道,自从人类第一次登陆月球将部分月球样本带回地球,科学家们就认为月球表面是一个完全干燥的世界。但是依据三个不同航天器最新观测结果确凿的证据显示——月球表面遍布水资源。

  这项最新研究发表在2009年9月25日出版的《科学》杂志上,该研究仅在美国宇航局月球轨道勘测器探测到极地冰水物质之后,同时也距美国宇航局“月球陨坑观测与遥感卫星(LCROSS)”发射时间相差几个月,LCROSS将碰撞在月球南极永久阴影区域,该卫星期望能够发现月球液态水存在的证据。

  研究人员称,月球表面比地球上的任何沙漠都要干燥,但是水资源仍以非常少的数量存在于月球上。在月球表面最外层可能蕴藏着大约32盎司液态水。美国罗得岛州布朗大学行星地理学家卡尔-佩特尔斯(Carle Pieters)是从事月球表面三项科学研究其中一项的负责人,他发表声明称,如果月球表面的水分子能够像我们所理解得那样可移动性,甚至非常少的一部分,我们依然能够从永久阴影陨坑中提取水资源。这项研究实现了一项月球研究的全新手段,但目前我们必须理解如何利用水资源的物理特性。

月球南极区域的陨坑

  在月球表面发现水资源是至关重要的,这将对未来月球人类基地提供很大的便利,同时也可以作为潜在的饮用水和燃料资源。

  月球表面具有存在水的光谱信号

  40年前,当“阿波罗号”宇航员从月球上返回时带来几块月球岩石样本,对月球岩石的分析显示岩石矿物质中存在着水分子,虽然当时科学家探测到水分子的存在,但他们却认为这可能是受到地球水污染造成的,事实上装载月球岩石样本的容器很难出现裂缝。

  美国诺克斯维尔市田纳西州大学拉里-泰勒(Larry Taylor)说:“在月球上同样存在着氧同位素,因此科学家很难区别月球和地球上水分子之间的区别。”据悉,泰勒是美国宇航局从事印度“Chandrayaan-1”人造卫星建造仪器的成员之一。

  虽然科学家仍继续猜测在月球南极不见阳光的陨坑中存在着冰水沉淀物质,但他们一致同意月球其他区域是完全干燥的世界。但依据印度“Chandrayaan-1”月球探测器、美国宇航局“卡西尼”太空探测器和“深度碰撞探测器”的最新观测结果,月球表面存在着水或者羟基(氧和氢的化学结合物)的光谱信号。

源自太阳的带电氢离子流通过太阳风流向月球

  三个探测器证实月球表面存在水

  “Chandrayaan-1”月球探测器是印度第一颗月球探测器,着眼于绘制月球表面结构和确定其矿物质成份(今年8月份该探测器由于意外性故障,提早结束了为期14周的勘测任务)。然而该探测器仍处于激活状态,由美国宇航局建造的月球矿物学绘图仪(M3)探测到月球表面反射的光线波长,从而指示出氢和氧的化学结合价——这是暗示水分子或氢氧基存在的证据。

  由于月球矿物学绘图仪(M3)仅能穿透月球风化层顶部数毫米,因此最新发现的水分子仅存在接近月球表面的区域。M3的最新观测结果同时暗示着月球极地区域水分子存在的证据较明显。据悉,佩特尔斯是“Chandrayaan-1”月球探测器机载M3仪器的首席调查员。

  1999年,美国宇航局“卡西尼”太空探测器在运行至土星的轨道中途经月球,证实发现轻微的水和氢氧基分子存在的信号。这表明水分子肯定被吸收或者诱捕于月球表面的晶体和矿物质中。美国地质勘测局的罗根-克拉克(Roger Clark)在“卡西尼”探测器的这项最新发现中进行了详细记录。

  卡西尼最新观测数据显示,月球表面有全球分布的水分子信号,虽然在极地区域存在水分子的信号更加强烈。

月球南极区域,该区域潜在隐藏着冰水物质

  此外,“深度碰撞探测器”作为EPOXI任务的延续和M3任务小组的邀请,在几次近距离接近地球-月球系统途中采用红外线探测到月球表面存在着水分子和氢氧分子。据悉,该探测器将于2010年11月2日计划飞越103P/哈特利彗星。

  深度碰撞探测器在月球北纬10度以上区域探测到水分子信号,尤其是极地区域的信号最强烈。在经过多次途经月球表面,深度碰撞探测器能够观测月球太阴日同一区域不同时间的状况。在中午时分,太阳放射线最强烈,水分子特征表现得最弱,然而在早晨,水分子特征则表现得最强烈。

  深度碰撞探测器观测月球不仅十分含糊地证实了水或者氢氧分子存在于月球表面,同时在部分太阴日期间,显示整个月球表面都是含水层。夏威夷大学的保罗-莱西(Paul Lacey)说:“这三个探测器的观测发现提供了月球表面存在羟基或水存在的确凿证据。同时,该项研究提供了至关重要的线索,证实月球并不是干燥的。”

  月球表面水来源于何处?

  这项综合性研究显示月球表面不仅结合了水分子,并且这一水合过程处于动态化,它可能是源自太阳辐射打击在月球表面的任何既定区域。太阳可能解释月球表面水分子的来源。

  目前月球表面的水资源潜在有两种来源——像载水彗星碰撞在月球表面的外部来源,或者直接来源于月球内部。后者内生来源被认为是太阳风和月球岩石和土壤交互作用形成的。由岩石和风化层构成的月球表面45%成份是氧,太阳风作为由太阳喷射出的带电粒子流主要是由质子或者是带正电荷的氢原子构成。

  泰勒猜测称,如果带电氢原子以三分之一光速旅行,以足够大的力度打击在月球表面,它们将分解土壤矿物质中的氧价分子。只要有游离状态的氧分子和氢分子存在,就非常高可能地形成水分子。

  多项研究实验表明月球表面日常的脱水和再水合反应过程可导致羟氢氧基和氢分子朝向极地区域迁移,这些分子能够聚积在永久阴影区的冷槽区域。


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