月球，这颗离我们最近的天体，千百年来一直以来都吸引着人类的目光。而水是生命之源，关于月球上是否存在水，这个问题困扰了科学家们几十年。最近，在我国嫦娥五号任务带回的月壤样品中，中国科学院物理研究所的陈小龙团队发现了一种富含水分子和铵的矿物晶体——ULM-1[1]，这一发现为月球上存在水提供了新的“实锤”证据，预示着未来深空探索的无限可能，也给我们带来了无限的遐想……
宇航员在月球上种菜的想象图丨图片由AI生成
嫦娥五号的重大发现
然而，近年来的遥感和直接撞击任务表明，月球上可能有水存在。首先是在月球两极附近的永久阴影陨石坑中，检测到的大量水分子[3]。这些水分子通常被认为是以水冰的形式存在。
月球两级区域的水冰丨图源参考文献[2]
(左)月球南北极区含有水冰的位置(天蓝色点)，底图的灰度代表表面温度，颜色越深就越冷；(右)三处含有水冰区域的反射光谱示例
这次发现的“水”到底是什么？
ULM-1在月球形成效果图丨图源中国科学院物理研究所
月球上的水从何而来？
太阳风
陨石撞击
月球“本地水”
也有学说认为月球起源于地球和其他天体碰撞，这些水归根结底可能还是来自地球丨图源网络
以上三个来源可能都会导致月球上有水。虽然先前发现的月球水通常归因于太阳风、彗星和陨石等外来的来源，但是这项研究表明，这次发现的ULM-1中含的水更有可能是月球的“本地水”。与水冰相比，这种六水合物的热稳定性更强，再加上其高纬度位置，可能有助于在阳光照射的月球上很长时间地保存分子水。
另外值得一提的是，这次发现的ULM-1的晶体结构和组成与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相似。在地球上，该矿物是由热玄武岩与富含水和氨的火山气体相互作用形成。
月球上的水有什么用？
结语
[1]Jin, S., Hao, M., Guo, Z. et al. Evidence of a hydrated mineral enriched in water and ammonium molecules in the Chang’e-5 lunar sample. Nat Astron(2024).
[2]Team L S P E. Preliminary examination of lunar samples from Apollo 12[J]. Science, (1970）, 167(3923): 1325-1339.
[3]Li, S., Lucey, P. G., Milliken, R. E., Hayne, P. O., Fisher, E., Williams, J. P., ... & Elphic, R. C.. Direct Detections of Surface Exposed Water Ice in the Lunar Polar Regions. LPI Contributions, 2018), 2087.
[4]Honniball, C. I. et al. Molecular water detected on the sunlit Moon by SOFIA. Nat. Astron. 5, 121–127 (2021).
[5]Jia-Long Hao,Li,et al. NanoSIMS sulfur isotopic analysis at 100 nm scale by imaging technique, Frontiers in Chemistry, 11, (2023).
[6]Honglei Lin et al.,In situ detection of water on the Moon by the Chang’E-5 lander.Sci. Adv.8,eabl9174(2022).
科学家首次在返回月壤中发现分子水，科学网
我国科学家在月壤中发现富含水分子的矿物，中科院之声
月壤中发现富含水分子的矿物，中国科学院物理研究所A02组
编辑：Childe
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