中国月球照片与美国阿波罗照片的最大区别，不是有没有人，而是有没有灰。

阿波罗照片上的月球总是灰扑扑的，像是走进了一家水泥厂。而嫦娥的月球照片上，地面似乎有点“板结”，土壤被扒开时显现清晰的边界，不膨松，有潮湿的感觉。

难道月球表面也有水？

答案是否定的。月球表面没有水，这是半个世纪以来科学界的共识。嫦娥五号采样器翻开月壤“潮湿”的印迹应该是阳光折射的光影效果。

阿波罗月球照片看起来有许多灰

然而中国科研团队在对嫦娥月球样品进行研究后，发现矿物表面存在大量“太阳风成因水”，其水含量至少为170ppm。这是科学家第一次拿到月球表面含水的直接证据，并且水的含量出乎预料的多。

ppm是计量学单位，1ppm指“百万分之一”，170ppm表示在1吨（100万克）月壤中含有170克水。

矿物水含量和氢同位素比值

一直以来，月球都被认为极其干燥，因为所有的水都被太阳“晒干”了。月球表面白天的温度超过120℃，大气压为0，即便你在月球上泼一盆水，它也会迅速蒸发成水蒸气，水分子被强烈的太阳射线分解成氢原子和氧原子，再被太阳风吹拂到太空中去，最后一滴都不会剩下。

月球表面水会蒸发分解后消失

在1968至1972年间，美国通过阿波罗登月计划先后6次把12名宇航员送上月球，这些宇航员总共从月球表面取回超过380公斤的岩石和土壤标本。美国科学家通过对这些样本进行分析后说月球表面并不是一点水都没有，它多多少少还是有些水分子。但这个结果很快就被推翻——因为这些带回来的标本都被污染了。

最开始的时候，研究人员在实验室徒手拿着月岩进行观察，也不戴口罩，空气中的大量物质附着在月岩表面，导致分析结果出现偏差，甚至闹出过“月球有细菌”的笑话。

阿波罗月球样本受到污染

直到后期，阿波罗团队才设法更严格地隔离月球样本。但由于飞船从返回、开舱再到样本取出都是在海面和军舰上进行，当时的条件很难做到完全密封，地球的空气还是可以接触到月岩和月壤。

我们在日常生活中都有这样的经验：水是无孔不入的，哪怕你很小心地保管食材，过些日子它还是受潮了。海平面的空气中大约含有1%的水，海洋表面的空气湿度更大，几乎所有阿波罗飞船带回的样品都受到影响，因此五十年以来NASA所有关于月岩表面气体和水的研究结论都被打上问号。

阿波罗飞船都在海面回收和开舱

苏联科学家1978年发表论文说，他们在“月球24号”探测器采集的月球地下岩石样本中发现水的含量高达0.1%，并且确认样本被保护得很好，没有受到污染。由于这个数值实在“离谱”，西方许多人表示不相信。

水被认为与生命的形成直接相关，有水才有产生生命的基础。地球上的水从哪里来？月球上什么地方可能还有水？未来的太空基地和星际旅行能不能直接从月球取水？既然直接证据不靠谱，科学家就只能通过间接手段在月球表面找水。

印度飞船上的美国设备发现月球有水

2008年，印度“月船一号”探测器发射升空，美国宇航局在这个探测器上安装了一台“月球矿物学测绘仪”和一个月球撞击器，通过分析月球反射光谱来探测月表矿物属性。

许多人会开玩笑说，水就是“氢氧化氢”，因为水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成，通常写成H2O，它也可以写成H-OH，（-OH）在化学里被称作“羟基”，它有独特的光谱特征，科学家经常通过观察羟基的光谱来判断水的存在。

“月船一号”在月球许多地方发现了羟基，特别是在月亮南北两极的撞击坑里，水的信号尤其强烈。

月球南北两极探测到大量水冰

不只是“月船一号”，实际上包括嫦娥绕月探测器在内的许多探测器，以及在地球飞行的“平流层红外天文台（SOFIA）”都探测到月球表面水的信号。2020年10月26日美国宇航局确认月亮被阳光照射的表面也有水，但我们就是没有直接证据证明它有水、有多少水，水从哪里来以及水的形态。

2022年3月，NASA开发了一台新设备，用来“打开一个月球新样本”，据称这是由阿波罗17号宇航员采集的，与之前的样本不同，它被密封在两个金属真空容器里达50年之久，保持了月球表面的状态，没有受到地球空气污染。

美国到2022年才想办法打开了密封样本

NASA科学家认为阿波罗17号新样本里边可能含有月球表面的气体，还可能有水和二氧化碳，但在分析结果公布前我们并不知道具体有什么。

嫦娥五号从月球取样比阿波罗计划晚了近50年，得益于新技术的运用和更加周密的计划，使中国科学家能更早地获得月表水含量的直接证据。

中科院地球化学研究所科研团队对嫦娥五号月壤样本开展了深入细致的研究，发现月壤矿物表层中含有大量羟基物质，证实月表矿物是水的重要“储存库”。这些水大多富集在月壤的表层，170ppm的数值远高于月球内部水的含量，因此科学家认为月表水其实来自太阳。

嫦娥五号月壤矿物表面发现水

太阳是一颗巨大的氢气恒星，在太阳大气层里，有许多氢原子在极高的温度下被电离成质子和电子，这些质子和电子被太阳磁场抛向太空，形成太阳风。

太阳风会被地球磁场偏转，它到不了地面。月球没有磁场，所以太阳风的质子会高速撞击月球表面。质子是氢的原子核，一些质子速度非常快，它们有足够的能量破坏月壤表面氧化物的共价键，并与氧结合形成羟基，这就是月球表面水形成的原因。

太阳风高能量质子轰击月面产生水

需要注意的是，月表水的“多”仅仅是相对于月球深层而言。即便是地球上最干燥的沙漠，其表面沙子的含水量也接近1%，下方的湿沙层含水更多，你在沙漠里挖1吨沙能分离出十几公斤水，比月表170ppm高出好几个数量级。

另外有一点，“含水”并非指游离态的水分子而是含有羟基，这有点类似于地球上的“水合物”。比方说我们熟知的和田玉，它的化学成分为Ca2(Mg,Fe2+)5[Si8O22](OH)2，因为含有2个羟基，从某种角度上讲和田玉也含“水”，只是这里的水不能被生物直接利用。所以想在月球上种菜的朋友还是需要再等一等。

我们的科学家在月壤里找到了水，还有科学家坚持说月球很干燥，没有水，其实他们都没有错。

参考资料与图片来源：

央视新闻：我国科学家发现嫦娥五号月壤矿物中存在高含量的水

美国公共广播电台：NASA刚刚打开了一个50年前从月球上采集的真空密封样本

SPACE.com：这是官方的——在月球上发现了水

NASA：阿波罗计划

维基百科：月球水，地球大气，羟基