月球是否有水多年来存争议 不少国家研究均给出有水证据

标题：为何嫦娥三号说“广寒宫”无水

月球上有没有水？这个问题多次撩拨着人们的心弦，各种科学探索都在试图找到这个答案，或者一无所获，或者言之凿凿，争议一直未断。此前，哈勃望远镜给出了月球存在水的证据。而此番，嫦娥三号搭载的月基光学望远镜给出了截然不同的证据，月球上并不存在水，其测量数据也要比哈勃望远镜更为精确一些。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

有水猜测1cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

存在于月球永久阴影区cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

最早提出月球上可能有水的设想是在20世纪60年代初，但一直停留在理论阶段，即使阿波罗计划采集的月球样品在地面实验室的精细分析也认为月球上没有任何形式的水。但这没有打消人类继续探索的兴趣与决心。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

对于太阳永远无法照射到的永久阴影区，人们猜测这里可能会存在水。美国科学家肯尼思·沃森等在1961年提出：由于月球极区的太阳入射角很小，一些撞击坑底部可能处于太阳照射不到的永久阴影区，表层和次表层温度常年维持在零下-233℃左右。原始月球脱气作用产生的水、彗星撞击月表带来的水，在如此低温条件下逃逸进入太空的概率很小，很可能以水冰的形式被长期保存下来。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

中国科学院国家天文台副研究员郑永春介绍，目前认为月球上水的存在形式主要有三种。第一种是与矿物结合的结晶水，这种结合非常牢固，只有月壤被加热到几百摄氏度的时才能释放出来，月球白天温度100多摄氏度还无法使这些水逃逸，这也就解释了为什么在月球的中低纬度地区和太阳光照射地区仍然能探测到水的原因；第二种是与月壤以冰尘混合物形式存在的脏冰，这种冰只能存在于温度极低的永久阴影区内，含量约为0.1%，很难收集和利用，对未来月球基地没有利用价值；第三种就是以冰块或冰层形式埋藏在月壤内的水冰。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

苏联科学家于1978年在Luna24号的月球样品中发现含有0.1%的水，但美国科学界一直不认可这一结果，他们认为，Luna24月球样品中发现的水，是因样品保存不当导致的。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

但是在30年之后，这一结论又被美国人自己推翻了。随着实验室精细分析技术的提高，阿波罗月球样品的研究也越来越精确。华盛顿卡内基学院的埃里克·霍利研发了二次离子质谱分析技术，能够检测样品中非常微量的元素，并利用该技术成功发现熔融地幔中含有水。通过对阿波罗样品15427和74220中挑出的约40颗月球火山玻璃成分物质的分析，结果表明从颗粒内核到外环表面，火山玻璃中的水和Cl、F和S等挥发性元素的含量明显降低，证明月球样品含水，水的含量与苏联上世纪70年代宣布的结果大致相当。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

有水猜测2cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

以冰粒形式与月壤混合cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

月球极区的永久阴影区是最有可能保存水冰的理想场所，因此，探索也主要围绕这一区域展开。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

1998年1月7日美国发射了月球勘探者号探测器，其搭载的中子探测仪可以测量月球表面的中子通量，主要反映氢的含量。由于氢有可能是以水分子形式存在，所以氢信号的强弱可以间接反映水含量的多少。探测结果显示，在月球两极地区存在丰富的氢，而且北极的氢信号比南极稍强，据此推测，月球极区可能含有丰富的水冰。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

通过探测数据分析认为，这些区域月壤中的水冰含量约为0.1%―0.3%，可能是以冰粒和月壤混合物的形式存在，分布深度约为月表40cm深处，两极水冰总有效面积约为1850平方公里。有专家估算，月球极区水冰的总储量约66亿吨。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

郑永春表示，相对雷达探测，中子探测结果引起的争论相对要小得多，似乎可以为水冰的存在提供强有力的证据。但中子探测反映的只是两极永久阴影区存在大量氢。由于太阳风成分中含有丰富的氢，因此月表物质中的氢究竟是以水冰、羟基还是其他含氢化合物的形式存在，又成为各方争论的焦点。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

美国宇航局于2009年6月19日发射的月球勘测轨道器上也搭载了一台低能中子探测仪，通过记录中子计数探测氢的含量，并进而证明水的存在。中子探测仪在月球撞击坑内的永久阴影区发现了丰富的氢。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

由于中子探测仪的探测深度为月球表层数米厚的月壤，因此这些“水”可能是以冰粒形式与月壤混合，即前面提到的“脏冰”。但令人费解的是，在温度较高、日照强烈的三个撞击坑外围地区，也发现了丰富的氢。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

2010年3月，由NASA研制、搭载在印度月船一号探测器上的微型雷达月球矿物制图仪探测获得月球存在水冰的证据，但同样带来很大争议。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

■“嫦娥”有话说cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

并未发现存在水的证据cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

2013年12月2日，中国成功发射“嫦娥三号”，首次使用了测月雷达对月球虹湾部分地区进行实地就位探测。作为近年来对月球最近距离的探测器，嫦娥三号并没有发现任何月球存在水的证据。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

同时，我国成为首个利用雷达技术对外天体地质结构进行实地就位探测的国家。实地就位探测之于地基探测、星载探测具有明显的优势，贴近月表面实地探测减少了电磁波在空间传播的损耗以及空间复杂环境的杂波干扰等。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

此外，其搭载的月基光学望远镜更是优势明显。利用共振荧光的探测方式，嫦娥三号对月球外逸层水含量进行探测。由于外逸层极端稀薄，测量其化学成分和含量一直是一个挑战。在众多的成分中，最受关注的是大气中的水分子或羟基分子。理论上，这些羟基分子可以通过上述的多种方式逃逸到外逸层中。但是，迄今为止，所有的关于外逸层中水或羟基含量的测量结果都比理论预期高出了2―6个数量级。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

印度月船一号的探测结果显示，通过月表红外反射光谱揭示了月球岩石中富含化学吸附的水或羟基分子。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

受到太阳辐照的作用，羟基分子有一个共振散射发射带。它的波长正好落在嫦娥三号月基光学望远镜的探测带宽内，这使得嫦娥三号能够利用月基光学望远镜拍摄的月面天空背景辐射来反演出外逸层中羟基分子的含量。在计算并排除了黄道光的贡献，并假设天空背景完全是由羟基分子的共振发射所贡献后，得到了迄今为止人类所获得的外逸层中羟基密度的最低上限值。cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

这一结果比利用美国哈勃空间望远镜获得的上限低了将近100倍，否定了印度和美国联合研制的月船一号探测器的结果，而且与溅射理论的预期大致相符。该研究结果于2015年已被国际SCI期刊《行星与空间科学》接收。●南方日报驻京记者 王腾腾cYD鄂东网|xianzhaiwang.cn

月球是否有水多年来存争议 不少国家研究均给出有水证据

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