热点:水分子现身月球光照区 但离成为“资源”还有很大距离

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原标题:水分子出现在月光区域，但离成为“资源”还有很大的距离。

地球这颗蓝星依靠大量珍贵的液态水孕育了繁荣的生命。 但是，离地球只有38万公里的月亮荒芜了，不长草。

月球上到底有水？ 科学家从未停止过探索的步伐。 迄今为止科学家们推测月球背面多年来黑暗的陨石坑里可能藏着冰。 目前，两项最新研究证实月球的光照面也可能存在水。

10月26日《自然天文学》宣布，美国国家航空航天局( nasa )依赖平流层红外线天文台“索菲亚”，在月球光照射区月南半球的克拉维斯环形山表面首次检测到水分子。

这个发现表明水可能分布在整个月球表面，而不仅仅是黑暗的月亮背上。 换句话说，即使在太阳的辐射下，水也可以存在于月球表面。

月光下的水从哪里来？ 这次的发现会改写到目前为止的月球水源理论吗？ 月光下的水资源被我们利用了吗？

6微米波段出现水分子信号

准确地说，不是月球上第一次发现水。

月球上可能存在水的线索是水成分新闻的几个方面“拼凑”的。 南京大学天文空间科学学院教授周礼勇为科技日报记者，科学家通常通过光谱遥感寻找水分子信号，但由于水冰的光谱在2微米带附近，具有显著的特征，科学家通常根据这些特征寻找月水

1998年，nasa的“月球探测器”号探测器配备了分光器，在月球的南北极检测出了氢元素的丰富性。 这可能来自水，也可能来自含氢物质。

对科学家来说，更优选什么样的太阳光照射，温度高的地区存在水。

另一方面，在月照区发现水的线索，到2009年为止，在印度“月船1号”、nasa“深度冲击”号、“卡西尼”号三个不同的探测器上，在阳光照射的月球表面发现了水一样微弱的痕迹，他们认为这是水吗？

当时，这些探测器的分光器大多在可见光到近红外线的范围内，只能用2.8—3.0微米波段的反射光谱吸收带来评价检测出的物质。 羟基、水在3微米带附近具有不同的吸收特性，但当时的探测器无法复盖该区域，因此科学家无法评价检测出的物质是羟基还是水分子。

“一直认为月球表面存在羟基，羟基与氢结合后形成水，但由于宇宙中存在大量的氢，如果有羟基，基本上有可能存在水，但如果有羟基，就不能说存在水分子”。 周礼勇说。

并不是什么都不能做，以决定识别羟基和水分子。 水分子在6微米波段有独特的放射信号，这是完全没有羟基的特征。

但是，检测这样的红外波段非常困难，现在的月球探测器上没有搭载可以检测6微米红外波段的分光器。 地面观测器也无能为力。 因为地球大气中的水蒸气阻挡了这个波段的光。

因此，在飞机上拿着分光器飞到合适的高度进行探测是很好的方法。 执行这次特殊任务的“索菲亚”是改装后的波音747sp喷气客机。 搭载望远镜的观测波段，复盖5~8微米，最适合在6微米波段寻找水分子。

年8月，当时在美国夏威夷大学取得博士学位的凯西·霍尼鲍尔及其合作者用搭载“索菲亚”的红外线望远镜，观测到了月球正面照明区月南半球高纬度的克拉维斯撞击坑一带。 结果他们在放射光谱中发现了6微米波段的放射信号，想证明那里确实存在水分子。

比撒哈拉沙漠干燥一百倍

太阳照射的月球表非常想保存水分子。 根据这次探测数据，水被“被困”在月球表面的土壤中，浓度为百万分之一百—四百，相当于每公斤含有100—四百毫升的水。 凯西指出，比撒哈拉沙漠干燥一百倍。 但是，正确的含水量基于月球表面的时间和地点的注意结果，因此需要进一步验证。

不可思议的是，这些水分子是怎么保存的？

“可能是运送水的彗星从远离太阳的地方撞击月球，以某种形式把彗星的水绑在月球上。 但是太阳风中的氢也有可能与月球表面的氧反应形成羟基，与氢离子结合形成水分子。 ”周礼勇表示，含水彗星等撞击月球表面产生的能量溶解月球表面的岩石和土壤，熔融物迅速冷却成玻璃体后，来自彗星的水被封入，可以在月球表面严峻的环境中长时间存在。

“另一种可能性是水出生在月球上”周礼勇表示，月球的形成过程中不含水的现在主流观点。 除了远离太阳2~3个天文单位外，如果温度低于雪线以下，水就会固体参与行星的形成过程，保存在行星上。 地球、月球离太阳只有一个天文单位，难怪没有水，地球上的水源至今仍是科学家研究的重要问题。 月球本身是否含有“出生长大”的水，与月球的起源和经验的地质进化密切相关。

2009年10月，nasa月球陨石坑观测和传感卫星( lcross )探测器部分撞击月球南极附近的阴影区域，用撞击羽流检测出水分子的证据，证明阴影区域存在冰。

美国科罗拉多大学博尔德分校的保罗·海尼等人的研究者计算了阴影区域的面积，约4万平方公里，其中60%位于月球南极。 研究者认为这些区域有捕水的能力。 也就是说，如果这个4万平方公里的区域中存在水分子的话，冰的总量相当于几十亿公里的水，现实呢？ 需要进一步验证。

分布和存储结构也需要明确。

“对探索月球的人类来说，水是非常宝贵的资源。 如果宇航员需要在宇宙中停留半个月以上，如果月球上有可用的水资源，就不需要花费大量的费用从地球运来水。 另外，随着人类深空探测的步伐加快，未来需要在遥远的天体探测中建立中转站。 水被分解成氢和氧，成为火箭燃料的原料，也能满足宇航员的呼吸要求。 月球上有足够的水，就能成为人类深空探测的立足点。 ”提到应用前景，周礼勇对未来充满期待。

有数据显示，现在从地球往月球带一升瓶装水的价格为3.5万美元，如果能开发月球水资源，将大幅降低月球探测价格。

但是，没有大气保护，可以利用月球表的太阳照射面的水源吗？ “还需要明确水是否能在月球表的分布范围、埋藏深度、长期残留等”周礼勇认为，月球表的水是否能利用、应该如何利用，需要越来越多的检查。 例如，水的含量是否足够高，在那些地区是否丰富，能否达到开采的水平，水在月球表面储藏的机制是什么

“这些发现确实令人兴奋，有研究和应用前景，但价格还无法预料。 ”周礼勇说。

本报记者金凤

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