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中国科学家在月壤中发现富含水分子的矿物：为月球资源开发和深空探测奠定基础

中国科学家在月壤中发现富含水分子的矿物：为月球资源开发和深空探测奠定基础

俄罗斯卫星通讯社

... 2024年8月1日, 俄罗斯卫星通讯社

2024-08-01T09:40+0800

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中国月球探测器嫦娥五号2020年12月从月球带回1731克月壤样品，这是继月球24号之后时隔44年人类再次从月面带回月球样本。嫦娥五号携带的月壤样品是人类首次获得的月表年轻火山岩区样品，也是中国科学家第一次拥有属于自己的地外天体返回样品。据介绍，中国嫦娥5号采集的月壤样品属于最年轻的玄武岩（~20亿年），并且是迄今为止纬度最高的月球样品。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心陈小龙研究员，金士锋副研究员、博士生郝木难等与北京科技大学郭中楠副教授，天津大学殷博昊工程师，中国科学院青海盐湖所马云麒研究员，郑州大学邓丽君工程师等合作，在嫦娥五号带回的月球样本中，发现了月球上一种富含水分子和铵的未知矿物晶体：ULM-1。基于单晶衍射和化学分析，研究人员发现这些月球水和铵以一种成分为(NH4,K,Cs,Rb) MgCl3·6H2O的水合矿物形式出现。该矿物分子式中含有多达六个结晶水，水分子在样品中的质量比高达41%。这种水合矿物的发现还揭示了月球上水分子可能存在的一种形式——水合盐。与易挥发的水冰不同，这种水合物在月球高纬度地区（嫦娥5号采样点）非常稳定。这意味着，即使在广阔的月球阳光照射区，也可能存在这种稳定的水合盐，为月球资源的利用和探索提供了更为广阔的前景。北京大学航空航天工程系史一蓬教授接受卫星通讯社采访时表示，这一发现对未来建立永久性的月球基地意义重大。过去，科学家们曾经认为月球上没有水。据中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心官网介绍，对1969年-1972年采集的阿波罗样品的研究表明，月壤中未发现任何含水矿物。此后，月球不含水成为月球科学的基本假设，对于认识月球火山演化、月地起源等问题产生了重大影响。直到1994年，“克莱门汀” 探测器对月球两极进行观测，认为极区永久阴影区的月壤中可能存在水冰。此后，“月球勘探者号”专注于永久阴影陨石坑，以更深入地研究这一发现，并于 1998 年发现，月球表面从未暴露在阳光下的区域存在最大的氢浓度。结果表明，月球两极存在水冰。然而，这些图像分辨率较低，因此无法得出有力的结论。布朗大学的研究人员于2008年重新研究了阿波罗样本，他们在微小的火山玻璃中发现了氢。由于今天月球上没有火山喷发，这一发现提供了证据，表明在月球远古时代火山喷发时，月球上曾存在水。此外，保存下来的氢为月球水的起源提供了线索：如果它来自喷发的火山，那么它一定来自月球内部。这一发现表明，水自月球存在之初就一直是月球的一部分——甚至可能从月球形成之初就存在。“月球观测和传感卫星”（LCROSS）和“月球勘测轨道器探测器”(LRO)于 2009 年一起发射。“月球观测和传感卫星”故意向一个据信含有水冰的陨石坑发射了一枚抛射物，并飞过抛射物撞击产生的尘埃。研究发现进一步证明，水以冰的形式存在于月球永久阴影区域内。2020 年，NASA 宣布在阳光照射下的月球表面发现了水。来自平流层红外天文台(SOFIA) 的数据显示，在克拉维斯陨石坑中，一立方米的月球表面土壤中，水的浓度大致相当于一瓶12盎司（约340克）的水。这一发现表明，水可以分布在月球表面，甚至在阳光照射的部分，而不局限于寒冷、黑暗的区域。史一蓬教授指出，对未来而言，在月球上氧气和水的循环利用将逐步为开发月球资源和矿藏，探测更遥远的天体奠定基础。NASA强调，月球是太阳系科学和系外行星研究的基石。了解月球有助于我们了解其他行星的演化过程以及塑造其表面的过程。它还有助于人类了解月球对地球的影响、古代太阳的记录，并作为研究宇宙其余部分的平台。

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