月球上的水

月球基地艺术画

  导语:近期,有关月球有水的多条消息相继发布,吸引了人们的广泛关注,进而引发对建立月球基地并长期驻留月球的无限遐想。

  引子

  2009年11月,美国宇航局(NASA)宣布,同年6月发射、作为美国“重返月球”计划第一步的月球勘测轨道器(LRO)上的子探测器——月球坑观测和传感卫星(LCROSS)撞击月球获得重要成果,撞击过程的分析数据表明,月球上确实有水。

  2010年3月1日,NASA又宣布,由其负责研制、搭载印度2008年10月22日发射的“月船一号”探测器的一台微型雷达探测取得重要进展,获得了月球水冰存在的有力证据。

  正如上世纪90年代“克莱门汀”号和“月球勘探者”号发现月球极区存在水冰而掀起人类重返月球的热潮一样,近期,有关月球有水的多条消息相继发布,吸引了人们的广泛关注,进而引发对建立月球基地并长期驻留月球的无限遐想。

  一个老话题

  月球存在水冰的设想最早是由美国科学家肯尼思•沃森等在1961年提出的。他们认为,月球极地一些撞击坑底部可能处于太阳照射不到的永久阴影区,表层和次表层温度常年维持在40K左右(相当于―223℃~―233℃)。原始月球脱气作用产生的水,以及彗星和小行星撞击月球携带至月表的水,在这样的低温条件下逃逸进入宇宙的概率很小,很可能会以水冰的形式长期保存下来。他们推测,月球两极撞击坑中可能存在大量水冰。

  在月球水冰设想提出后的30余年间,许多科学家进行了多方面的探索,但无论是早期的绕月探测器、不载人的着陆探测器以及“阿波罗”载人登月的实地考察,还是月球样品和月球陨石在实验室内的精细研究,都没有找到月球上存在有水的确凿证据。因此大多数科学家认为,月球表面不存在任何形式的水,并提出四个方面的主要事实来支持这种观点:

  事实之一,月球岩石主要是岩浆冷却形成的各类火成岩,没有发现与水作用有关的沉积岩(包括砂岩、页岩和石灰岩等);

  事实之二,月球的主要矿物是常见的无水矿物,即辉石、斜长石、橄榄石、钛铁矿、尖晶石等,没有发现任何原生的和次生的含水矿物,如粘土、云母、石膏等;

  事实之三,在月球上没有发现大气、水体和生物等能够证明水存在的痕迹,而在火星上则发现了大量的类似河谷系统、冲击平原、流水刻蚀岩层等水流作用的痕迹;

  事实之四,月球表面在数十亿年间经历了无数小天体的频繁撞击,月球即便曾经有水,撞击过程产生的高温熔融也早已使这些水逃逸。加上月球没有大气层、引力束缚小等因素,使得月球表面很难保有水的存在。





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