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一项新研究表明,月球的水分是原来的100倍

1969年7月,人类首次登月,阿波罗11号将一块月球岩石带到地球上,漂浮在国际空间站上。透过窗户可以看到地球的一部分。为了纪念2009年7月历史性的首次登月40周年,36亿年前的月球样本被空运到空间站。它在航天飞机STS-128任务中返回,公开展示。

一项新的研究对阿波罗宇航员近40年前收集的月球岩石样本进行了新的研究,该研究表明,月球内部可能容纳的水是之前预测的100倍。

研究人员确定,月球水可能起源于月球形成史的早期,这表明它实际上是月球的原生水。

卡内基研究所地球物理实验室的科学家和其他同事表示,这些水很可能是从大约45亿年前月球开始形成时存在的热岩浆中保存下来的。

他们还认为,被锁住在月球内部和物质中的水可能比之前的研究估计的更广泛地分布在月球内部。这些发现现在表明,月球上总水的下限可能高出100倍。

该研究的主要作者FrancisMcCubbin告诉太空网:“当这些岩石第一次从阿波罗飞船返回时,很明显它们真的很干燥。”“很多人将月球的干燥归因于月球形成的一些基本原因。我认为有人估计月球上的水不到十亿分之一,因为人们认为月球上几乎没有水。”

追踪月球水

2008年,对火山玻璃珠的研究引起了人们的注意,即月球内部的水可能比科学家之前想象的要多。当时,McCubbinan和他的同事正在月球矿物中寻找水,但当时他们只有模型和计算表明水含量更高。

从那时起,美国国家航空航天局和其他航天机构的无人探测器的观测证实了月球物质中存在水和月球表面的水冰。

在这项新的研究中,研究人员能够将他们的计算结果与来自非洲的阿波罗月球岩石和月球陨石样本的分析结果进行比较。

McCubbinsaid说:“我们将测量结果与模型相结合,这些模型描述了月球冷却时物质是如何结晶的。”“我们发现,最低含水量在十亿分之64到百万分之5之间,比之前的结果至少高出两个数量级。”

这项研究将于6月14日发表在《美国国家科学院学报》的早期在线版上。

来自岩浆的月球水

在这项新的研究中,研究人员在月球岩石和陨石的薄片中定位了矿物磷灰石颗粒。他们使用了一种名为二次离子质谱(SIMS)的技术,这使他们能够分析颗粒中一种称为羟基的化合物,如果矿物从含有水的岩浆中结晶,羟基可以结合到磷灰石的化学结构中。

SIMS技术用初级离子束轰击月球样品,使研究人员能够根据电荷用磁铁分离离子。根据这些测量结果,科学家们推断出磷灰石源岩浆中的水含量,这使他们能够提取结果来估计月球上存在的水总量。

“我们得到的数字与我们所做的计算几乎完全匹配,”McCubbin说。“我们对此非常高兴。”

普遍的假设是,月球是由一个火星大小的物体撞击地球的反导弹事件形成的。从这次碰撞中喷出的物质然后合并成现在的月球。

这项新研究的结果发现,当月球开始冷却和结晶时,月球的水很可能存在于撞击产生的热岩浆中。

然而,与地球和火星相比,月球仍然非常干燥,McCubbin说。

他解释道:“如果我们把所有锁住月球的水都收集起来,放在月球表面的一个均匀层中,它会覆盖月球大约一米深。”

相比之下,如果火星上所有被锁住的水都被放在月球表面,它将覆盖月球约0.93英里(1.5公里)的深度。而且,如果对地球内部的所有水都这样做,它将覆盖整个月球表面155英里(250公里)的深度。”

尽管如此,这些发现仍有可能改变当前关于月球岩浆以及月球如何形成和演化的理论。

圣路易斯华盛顿大学的月球科学家Bradley Jolliff说:“很高兴看到月球磷灰石中OH含量的证明。”“这些浓度非常低,因此,直到最近,它们几乎不可能被探测到。我们终于可以开始考虑月球内部水的含义和起源了。”


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