科学家们第一次找到了月球上有水存在的确凿证据。大部分冰可能被困在陨石撞击时形成的玻璃状岩石中。这些水可能不是一个大冰块,而是分布在月球南极周围数千个微小的阴影斑块中,这将使其成为月球任务的丰富资源。

由于月球表面的温度和压力,液态水不可能存在。月球上也基本上不存在水蒸气——由于月球没有保护性的大气层,水蒸气在强烈的阳光下会迅速分解。尽管如此,自20世纪60年代以来,科学家们就推测月球上可能有水冰,但这从未得到确切的证实。最明显的证据出现在2009年,当时研究人员检测到3μm的红外吸收,这是一个与水的一些振动模式相对应的波段。虽然这个信号确实与水有关,但它也包括水合物和氢氧化物,从这个信号中不可能分辨出它是哪一种。

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来源:©C I Honniball et al/施普林格Nature 2020

其中两个地点在月球上寻找水的过程中被调查过。在北极地区没有发现水信号,但在南极地区有水信号

研究人员由凯西Honniball现在,美国夏威夷大学的研究人员利用6μm的水光谱特征发现了月球上存在冰的第一个明确证据,这个波段不包括氢氧化物或任何其他月球物质。1

一个图像显示一个缩放克拉维斯地图

来源:©C I Honniball et al/施普林格Nature 2020

克拉维斯陨石坑的特写,在那里探测到模糊的水信号(左)。UVVIS彩色比叠加显示了区域组成的变化(右)。

利用平流层红外天文观测站(一架安装在飞机上的红外望远镜),研究小组在月球崎岖的南部高地的克拉维斯陨石坑(Clavius crater)发现了水的信号,但在更北的宁静海(Mare Serenitatis)平面上却没有。研究人员得出结论,这些冰很可能被困在撞击玻璃中,当小陨石撞击月球表面时就会形成撞击玻璃。然而,尚不清楚这些水是来自这些陨石,还是撞击通过转化月球氢氧化物产生了水。

虽然Honniball和同事只研究了月球南极的一小块区域,但被困的水可能分布广泛。在另一项研究中,保罗•海和来自美国科罗拉多大学博尔德分校的同事估计有4万公里2月球表面的冷阱——冰可能聚集的阴影区域。2

海恩的团队分析了月球勘测轨道器传回的永久阴影区域的数据,发现60%的冷阱都在月球南极附近。但研究人员认为,大多数冷阱(高达20%)都是直径小于1厘米的小块,而不是先前研究所关注的大型陨石坑。

虽然海恩和同事们还不能确定是否所有的冷阱都含有冰,但它们的数量之多将使它们成为未来月球任务中容易获得的资源。