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人類有機會移居月球?中國科學家在月壤中發現分子水

中國科學家首次在月壤中發現了分子水,揭示了水分子和銨在月球上的真實存在形式。(圖/取自央視新聞)
中國科學家首次在月壤中發現了分子水,揭示了水分子和銨在月球上的真實存在形式。(圖/取自央視新聞)

據央視新聞報導,月球上是否存在水,對於月球演化研究和資源開發至關重要。中國科研人員近期在嫦娥五號帶回的月球樣本中,發現了月球上一種富含水分子和銨的未知礦物晶體。這標誌著科學家首次在月壤中發現了分子水,揭示了水分子和銨在月球上的真實存在形式。

報導稱,這項研究成果近日在國際學術期刊《自然-天文學》線上發表。

央視新聞指出,中國嫦娥五號採集的月壤樣品屬於最年輕的玄武岩,距今約20億年,是迄今為止人類採集的緯度最高的月球樣品。科研人員在嫦娥五號月壤樣品中發現,這些月球水和銨以一種水合礦物形式出現。

該礦物的分子式中含有多達六個結晶水,水分子在樣品中的質量比高達41%。通過紅外光譜等專業儀器,科研人員清晰地觀察到了源於水分子和銨的特徵,甚至還可以清晰地看到水分子中的氫。

中國科學院物理研究所副研究員金士鋒說,「我們從電腦圖中看到,嫦娥五號月壤樣品中發現的第一種富含水分子的礦物,它是一種非常透明的晶體。這個晶體是我們從大約幾千顆嫦娥五號的月壤樣品當中,通過大量的分析方法,把它篩選出來的。這樣一個含水分子的礦物之前在返回的月壤當中從來沒有發現過。」

據了解,此前國際科學界對1969年至1972年採集的阿波羅樣品的研究表明,月壤中未發現任何含水礦物。此後,月球不含水成為月球科學的基本假設,這對認識月球火山演化、月地起源等問題產生了重要影響。

報導稱,為了確保中國科學家這次研究發現的準確性,研究人員進行了嚴格的化學和氯同位素分析,發現該礦物的氯同位素組成和地球礦物顯著不同,與月球上的礦物相符,排除了地球汙染或火箭尾氣作為這種水合物的來源。

中國科學院物理研究所研究員陳小龍指出,這次發現,可以說改變了我們對月壤是否含水以及含水存在形式的認識。通過熱力學分析、計算,我們就能夠估算出最低當年月球火山噴發的時候,這裡邊有多少水、水蒸氣,對月球當年的演化會大大加深認識。

專家稱,新發現的這種水合礦物揭示了月球上水分子可能存在的一種形式——水合鹽。與易揮發的水冰不同,這種水合物在月球高緯度地區非常穩定。這意味著,即使在廣闊的月球陽光照射區,也可能存在這種穩定的水合鹽。這為未來月球資源的開發和利用提供了新的可能性。

報導表示,這次發現的水合礦物中不僅富含水分子,而且還富含銨,甚至少量鉀,如果未來在月球上能找到大量的這類水合礦物,就有望為人類開發利用月球資源提供更多可能性。

中國科學院物理研究所研究員陳小龍說,銨是一種氮肥,我們地球上用的都是這種碳酸氫銨,這些都是屬於氮肥的範疇。除此之外,還有少量的鉀,這個鉀就屬於鉀肥。這個發現就為今後人類在月球上生存和種植作物,提供了一個很大的可能性。

圖為中國嫦娥五號帶回的月壤於2021年2月22日首次公開亮相。(新華社)
圖為中國嫦娥五號帶回的月壤於2021年2月22日首次公開亮相。(新華社)

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