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嫦娥五号取回月球土壤意味着什麼

生活 更新时间:2024-10-17 11:44:29

2020年,中國“嫦娥五号”飛船攜帶了月球土壤樣本返回地球,這距離人類上一次帶回月球樣本已經有40多年的時間,這些月壤成為了各大國都想要的研究材料,一時間備受矚目。

而今年1月8日,來自于中科院的最新研究成果出爐,結果顯示:月球表面并不完全“幹燥”,而是含有水份!這個結論,也算給“月球上有沒有水”這個曠日持久的争論落下了句号。

嫦娥五号取回月球土壤意味着什麼(嫦娥五号新發現)1

讓人遐想的是,水是生命之源,液态水對于人類在太空中尋找外星生命意義重大,月球上有水,是否意味着月球有孕育生命的可能?

如此重大的結論,為何登月技術最發達的美國卻一直沒能發現?

“月球水”可能帶來新生命嗎?

對月球是否有水的争論最早起源于1969年到1972年,美國的阿波羅任務采集了月面大量樣品返回地面。在實驗中,科學家們得出了“月壤很幹”的結論,加上親自登上月球的宇航員也沒有用探測器找到水,一時間,月球上不存在水一時間成為公認的真理。

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然而,就像人們對地球的認知從方到圓一樣,“真理”也很可能随着技術的進步而改變。

2009年,印度的“月船1号”用“月球礦物繪圖儀”對月球隕石坑進行了成像處理,令人意外的是,月船1号在克拉維斯環形山檢測到了一種3微米紅外波段的信号,符合這種波段的正好就是兩種物質,一種是烴基,一種就是水。

科學家随即用光譜數據進行了重複檢測,發現這一紅外波段信号極有可能是由兩個氫原子和一個氧原子産生的,合起來就正是水(H2O),也就是說,月球含水可能性非常之大。

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然而,由于上世紀美國得出的結論太過深入人心,因此人們對于這個結論也還是半信半疑。

如今,嫦娥五号的研究不僅證實了猜想,甚至測算出了較為具體的數值,終于給這場争鬥敲下定論:平均每1噸月壤中大約含有120克水,而1噸岩石中大約有180克水,整體豐度概括起來,就像一場持續幾秒的小雨撒在了月球大地上。

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不過有一點需要額外說明,這些水隻以礦物中水分子和烴基的方式存在,并不是直接的液态水。而且正是因為它們存在于這些地方,才能避免自己被高溫和真空帶走。

因此,月球上的水并不算是廣義的液态水,需要在一定條件下經過轉換才能轉換為我們喝的水。

值得一提的是,雖然人類還是第一次找到“月球水”的證據,但太空中水的存在并不少見:冥王星的表面已經被證實可能存在液态水,木星的衛星和土星的衛星上,也能找到類似的“蛛絲馬迹”。

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但包括月球在内,這些星球上依然無法孕育生命。這是由于水雖然重要,卻不足以成為生命出現的所有條件,磁場、重力場、氣溫等等原因也斷然不可忽視。所以,光從水來判斷月球的生命,多少有些太武斷了。

為何美國以前沒有發現?

“月球水”的出現,除了生命以外無疑還有着更多的研究價值,比如人類未來是否可以從月球找到更多的水,是否能夠開采這些水資源,是否能通過這些水體探究月球的起源……

讓人驚奇的是,如此重大且具有研究價值的消息,美國在當年卻沒能發現,當時,降落在月面上的航天員甚至使用了地面探測。要知道,美國迄今為止也是唯一将航天員送到月面的唯一國家,對于月球的研究不也理應是最深入的嗎?

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根據科學家的推測,這主要有兩個原因:一是地面探測器的局限性,二是登陸地點的差别。

先說地面探測器,上世紀6、70年代的美國使用的月球探測器,還沒有裝載能檢測6微米紅外光波的光譜儀。所謂6微米紅外光波,也叫H-O-H彎曲振動,是隻有兩個氫(H)原子和一個氧(O)原子才能産生的波段信号,符合水的化學式H2O。

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也就是說,檢驗到了這種光波,才能确定水的存在,但既然技術不允許檢測,想要找到水自然也就無從談起了。

但是,美國不是也帶回了一部分的月壤,為何也沒能從裡面找到水呢?答案也很簡單,地球大氣層中本來就存在很多水蒸氣,這部分的水蒸氣也會産生6微米紅外波段,以當時的技術來說,人類還無法完全隔絕這部分的“幹擾”,因此也就無法下定論。

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另外,美國取得樣本的着陸點和我國也有差異,我國嫦娥五号取回的樣品是目前所有樣品中緯度最高的,這可能和月表水的分布有非常重大的關系。

同時,我國取得的岩石樣本中,每噸平均水含量要比普通月壤中多出60克,科研人員推測這是由于這些岩石樣本比着陸點的玄武岩更為古老,多出來的水是月球内部的水。而且,由于岩石比土壤更能抵抗太陽風和火山噴發,含水量自然更高一些。

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相比起來,美國取得樣品的地帶和我國大相徑庭,那麼,研究結果會出現差異也就不奇怪了。在研究的時候,科學家們也會将兩種數據對比研究,對研究月表水的具體分布也非常有效。

月球上的水是從哪來的?

這些水為何分布不同?它們是月球自行産生的、還是從别的地方被“帶”到月球的?

其實,月球自古以來就有一個名叫“月海”的平原,我們用肉眼遙望月球的時候,可以看到月球表面有一些黑色的斑塊,那些面積較大的部分就被稱作“月海”。它的本體實際就是玄武岩平原,由于過去曾被認為是月球表面上的水體,所以也将其命名為“海”。

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月海的形成假說有很多,最多人認同的是小天體撞擊說

來自外太空的小天體撞擊月球時,月殼也随之破裂,月球内部的月幔流出,玄武岩岩漿覆蓋低地,形成月海,這些月海就是月球表面最初的水體。

另外,還有一個理論認為,月球表面的水是來自于太陽風和“地球風”

具體過程大概如下:在太陽風的推波助瀾下,大量帶正電的氫離子轟擊月球表面,同時,地球磁層會阻擋太陽風直吹月球,保護着月球上的水不會被帶走。

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而地球磁層的離子流動,也被叫作“地球風”,這些地球風使得臭氧層中高濃度的氧同位素洩露,流向月球表面,與那些帶正電的氫離子發生反應,從而繼續為月球補充水份。

也就是說,地球的磁層就像一座“水橋”一樣,可以持續為月球補充水份,天體之間的奇妙聯系,很難不引人遐想與感歎。

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而至于月球上的水份能做什麼,這一點人類還不得而知,要根據今後更多的探索來決定。值得一提的是,我國的嫦娥六号、嫦娥七号也會在原位和軌道尺度繼續探測“月球水”的含量和分布,這次的研究成果将成為人類未來通往月球的“橋梁”。

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