嫦娥五号任务在月球土壤中发现了重要的富水矿物

知新了了 2024-08-07 19:15:10

月球上有水,科学家刚刚确认了很多水可能藏在哪里。

中国嫦娥五号着陆器收集并运送到地球的月球尘埃中的一种矿物,最近被发现含有大量的水,占其重量的41%。

这种矿物类似于几年前才在俄罗斯堪察加半岛的玄武岩中发现的Novograblenoite。月球和地球上的版本都有化学式(NH4)MgCl3·6H2O,并且具有相似的晶体结构。

考虑到我们可以在地球上研究Novograblenoite,在月球上发现一种几乎相同的矿物可以为我们提供一些线索,了解月球上的水隐藏在哪里,它是如何到达那里的,以及月球水的历史。

月球上水的起源、存在和分布仍然是一个谜。这是科学家们想要弄清楚的事情,因为月球的水分来自哪里,现在在哪里,是地月系统历史的重要组成部分。

此外,了解水潜伏的位置对未来的月球探测任务具有重要意义,因为人类需要水来生存。

以前在更古老的月球样本中发现过水,水被困在微小的玻璃珠中,这些玻璃珠是表面物质融化时产生的,形成了所谓的小球。从月球表面反射的光谱中探测到的水信号表明,月球上的某个地方还有更多的水。

一种流行的观点是,水与构成月球风化层的矿物质联系在一起。然而,先前的研究表明,月球尘埃中的氢和氧可能以其他羟基分子的形式存在,羟基分子是由氢和氧组成的化合物,其比例与水的比例不同。

然而,当嫦娥五号于2020年12月登陆月球时,它取得了突破 —— 首次在月球上的一块巨石中发现了似乎是水的东西。不过,目前还不清楚探测到的究竟是水分子,还是另一种羟基分子。这需要比机器人着陆器更细致的分析。

现在,在中国科学院物理学家金士锋和郝木难的带领下,地球上的人类已经进行了这种分析,他们对嫦娥五号任务送回地球的样本进行了X射线晶体衍射和化学同位素分析技术,以确定月球风化层是否含有水或其他东西。

他们的努力揭示了分子水的存在,矿物(NH4)MgCl3·6H2O含有多达6个水晶体。

Novograblenoite在地球上很少形成,它是由热玄武岩与富含水和氨的火山气体相互作用形成的。月球矿物并不完全相同 —— 其中发现的氯同位素与地球氯同位素的组成不同 —— 但它的形成机制可能非常相似。

这表明,当月球过去火山活动活跃时,月球上存在水和氨的来源。

中国科学院在一份声明中写道:“热力学分析表明,当时月球火山气体中含水量的下限与当今地球上最干燥的火山冷盖火山相当。”

“这揭示了月球火山脱气的复杂历史,这对探索月球的演变具有重要意义。”

这一发现还表明,月球上有一种以前不为人知的水源 —— 水合盐。这比水冰要稳定得多,这表明即使在经常沐浴在阳光下的月球区域也可能存在水冰,从而减少了我们未来对月球极地阴影陨石坑深处水冰的依赖。

该团队的研究结果发表在《自然天文学》上。

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