星辰大海总是能让人暂时忘却眼前的苟且
2023/1/10 15:17:34 六方观局

     月球上有水吗？答案是肯定的。月表水的成因是什么？中国探月工程又有新发现。

     日前，据中国科学院地质与地球物理研究所宣布，科研团队在两份采集于月球表面的月壤中选取了17个颗粒，利用在纳米离子探针上最新研发的超高空间分辨的深度剖面分析技术，开展了H含量和同位素(D/H)的实验分析。

     实验开展了代表性颗粒的透射电镜分析。当然，纳米离子探针分析技术目前尚不能区分H的具体存在形式(比如氢气和水，都含有H离子)，但高的H含量仍意味着高的水含量的存在。

    

     科研团队获得了颗粒中H含量随深度的变化剖面，结果表明，嫦娥五号月壤颗粒的最表层100 nm具有很高的H(可以理解为水)含量，该区域与透射电镜观测到的太空风化层的厚度相当。D/H同位素比值极低，dD值为-908‰至-992‰，证明高含量的H来自太阳。

     有意思吧？月球上水的来源居然是太阳，这并不奇怪，水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，月球水中的氢正是来自太阳。当氢离子随着太阳风被吹到月球表面后，就可以和月壤矿物中的氧离子结合，形成水分子。

     根据测定的H含量和月壤颗粒的粒度分布，研究估算了嫦娥五号月壤样品整体的水(H2O)含量约为46 ppm，与遥感结果一致。

     之前科学研究就发现，月表不同地区水含量有明显变化。温度在月球上氢的植入、迁移和释气中起着重要作用，这意味着在温度较低的中高纬度地区可能会保留大量太阳风产生的水。

     当时，美国阿波罗工程和苏联月球号采集的月球样品均位于低纬区域(3.6°S-26.1°N)，而我国嫦娥五号于2020年底成功着陆在月球，采集并运送返回了1.731 kg月壤样品。嫦娥五号的着陆点位于北纬43.06°，高于阿波罗和月球号的9个着陆区。此外，嫦娥五号着陆区玄武岩的年龄最年轻，约为20亿年。这也解释了为什么之前美国阿波罗工程和苏联月球号的探月任务没有发现大量的太阳风带来的水。也就是说，中国这次的研究成果是相当有意义的突破!

     嫦娥五号带回的年轻、中纬度区域的月壤样品，使科学家们有机会对月表水循环和详细成因等方面开展深入的研究。

     当然，作为老百姓来说，大家最关心的就是月球土壤能不能种菜了。据报道，之前美国科学家使用 “阿波罗”登月计划期间收集的月球土壤，成功地种植出了植物。美国佛罗里达大学食品和农业科学研究所的罗伯特·费尔团队利用“阿波罗”11号、12号及17号宇航员带回的月球土壤，种植了拟南芥，发现种子都发芽了。

     但是，研究人员后续发现，在拟南芥发芽一周后，这批月球土壤的特性对拟南芥的生长产生了极大的压力，拟南芥生长速度比在人造月球土中种植的植物幼苗生长要慢，且大多数都发育不良。

     另外，有朋友会问，为什么实验室种的是拟南芥，而不是水稻、白菜或土豆等作物？南京大学生命科学学院孙博教授表示，拟南芥在植物世界里的“地位”，类似于动物实验中的“小白鼠”，因为生长周期短、基因组小的特点，成为了植物世界里“模式植物”的代表之一。“拟南芥是地球上最早被完全测序的植物，全世界的科学家对于拟南芥的研究相对比较深入一些。因此，通过拟南芥的培育，可以了解其他植物生长发育的特点。”

     月球土壤长期暴露在宇宙辐射和太阳风中，是不利于植物生长的。当然，如果提取月球上较新形成的土壤，或者通过改善种植环境，比如改变土壤的营养混合物成分或调整人工照明方式，能有更好的结果。

     这次，嫦娥五号着陆区玄武岩的年龄最年轻，未来也许将有这批土壤顺利种菜的佳音传来。

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