首次发现，月壤中有分子水！

人工智能那点事 · 公众号 · AI · 2024-07-24 15:47

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我国科研团队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。 这标志着科学家首次在月壤中发现了分子水，揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。 相关研究成果近日在线发表在《自然·天文学》。

富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1和成分组成

月球上是否存在水，对于月球演化研究和资源开发至关重要。针对1969年至1972年阿波罗采集样品的研究表明，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。1994年，研究人员通过克莱门汀探测器观测月球两极，提出极区永久阴影区的月壤中可能存在水冰。2009年，“月船一号”发现月球表面存在太阳风导致的羟基或水分子信号。同年，月球观测和传感卫星以2.5公里每秒的速度撞击了月球永久阴影区，对撞击尘埃的遥感测量显示了水的信号。

近年来，遥感数据表明月球光照区有水分子存在的迹象。 针对当年阿波罗采集的月球样品，科学家运用高灵敏度的表征技术，在部分玻璃和矿物中发现了百万分之一量级的“水”（氢离子、氢氧根或水），但没有水分子存在的确凿证据。

电荷密度中可清晰看到水分子

我国嫦娥五号采集的月壤样品属于最年轻的玄武岩，是迄今纬度最高的月球样品，为月球水的研究提供了新机遇。来自中国科学院物理研究所等单位的科研人员，基于单晶衍射和化学分析，发现样品中的月球水和铵以水合矿物形式ULM-1出现。 该矿物的分子式中含有多达6个结晶水，水分子在样品中的质量比高达41%。

ULM-1的晶体结构和组成，与地球上近年发现的一种稀有火山口矿物相似。 在地球上，该矿物由热玄武岩与富含水和铵的火山气体相互作用形成，这为月球上的水和铵的来源提供了新线索。 为确保该发现的准确性，该研究还进行了严格的化学和氯同位素分析，并进一步排除了地球污染或火箭尾气作为这种水合物的来源。热力学分析显示，当时月球火山气体中水的含量下限，与目前地球中最干燥的伦盖火山相当，这对探讨月球的演化过程具有重要意义。

该水合矿物的发现， 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，这种水合物在嫦娥五号采样点的存在状态非常稳定。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， 为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性。

北京日报（ID：Beijing_Daily）

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