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中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球“儲水庫”?研究人員:環(huán)保噴砂機(jī)月壤中的撞擊玻璃珠支持月表水循環(huán)猜想

作者:蘇州百德噴砂機(jī) 時間:2023-05-24 20:11:59 點擊:796 次

  3月27日,一篇發(fā)表在專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-地球科學(xué)》上的研究稱,基于嫦娥五號月壤樣品中的撞擊玻璃珠,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),這些撞擊玻璃珠可能儲存了大量的水,儲水量可高達(dá)2700億噸。

  不過,該研究論文的共同通訊作者、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員胡森向紅星新聞記者解釋稱,研究中所提到的水并非傳統(tǒng)意義上的水?!斑@里的水是廣義上的水,人類是不可以直接使用的?!?/p>

  “我們的研究證明撞擊玻璃珠可能是一個新的月球儲水對象,支持了月表水循環(huán)的猜想,也為解釋像月球一樣沒有大氣表面水的來源提供了新?!焙榻B說。

  據(jù)介紹,研究團(tuán)隊先是從嫦娥五號月壤中手工挑選出了幾十到一兩百微米(1微米為0.001毫米)大小的玻璃珠,制備成了滿足水含量測試分析的樣品靶,并獲得了這些玻璃珠的化學(xué)成分。

  胡森介紹稱,水含量的研究過程主要分兩輪進(jìn)行,第一輪為普查,第二輪為細(xì)描,是“從素描輪廓到刻畫細(xì)節(jié)的實驗過程”。

  在第一輪實驗中手動噴砂機(jī)。,研究人員在每顆玻璃珠上分析兩個點,一個位于邊部玻璃珠,一個位于核部,這樣可以獲得玻璃珠中水含量分布的全景輪廓。研究結(jié)果顯示,玻璃珠邊部的水含量比較高、核部的水含量比較低?!斑@與我們的預(yù)期完全相反。一般經(jīng)歷過高溫淬火形成的玻璃珠,應(yīng)該表現(xiàn)出邊部水含量較低、核部水含量較高的特征?!焙忉尫Q,這樣的現(xiàn)象不是個例,而是普遍現(xiàn)象,說明背后隱藏著某種物理機(jī)制。

  在第二輪實驗中,研究人員為了理解數(shù)據(jù)背后的物理機(jī)制,選取了一些核-邊水含量差別顯著的玻璃珠,對其進(jìn)行了剖面分析,獲得了玻璃珠中水含量與氫同位素的剖面分布特征,為研究撞擊玻璃中水的來源、保存和遷移機(jī)質(zhì)提供了新的認(rèn)識。

  根據(jù)水含量與氫同位素的負(fù)相關(guān)性,研究人員根據(jù)水的“指紋”——氘/氫比值,判斷這些水來自太陽風(fēng)。“太陽風(fēng)的氘/氫比值一般為25×10-6,而團(tuán)隊所測量的玻璃珠中的水含量氘/氫比值與之近乎一致。”胡森補(bǔ)充道。

  此外,根據(jù)玻璃珠水含量和氫同位素的剖面特征,還可以判斷這些水是通過擴(kuò)散進(jìn)入到玻璃珠?!昂苡幸馑嫉氖?,我們發(fā)現(xiàn)在一些玻璃珠還記錄了一期明顯的水丟失事件,“這意味著,太陽風(fēng)成因水不僅能儲存在玻璃珠中,同時還能從玻璃珠中逃逸出來,這也說明玻璃珠具有維持月表水循環(huán)的能力和潛質(zhì)”胡森解釋稱。

  事實上,人類此前的探月任務(wù)就表明,月球可能并不是完全干旱的。上個世紀(jì)九十年代,美國國家宇航局(NASA)就曾在靠近月球兩極的深且陡的坑里發(fā)現(xiàn)了冰凍水的。2009年,印度的月船1號(Chandrayaan-1)飛船也在月球表面發(fā)現(xiàn)了一層薄薄的水冰。在胡森看來,印度飛船在2009年的發(fā)現(xiàn)是“最大的突破”。而團(tuán)隊此番研究結(jié)果與其相比最大的區(qū)別就是,其證明了月表水循環(huán)是有可能維持的。

  胡森還提到,此前NASA關(guān)注的重點主要是月球(兩)極(地)區(qū),但是這部分地區(qū)相對較差,也相對較難開展工作。而玻璃珠就存在于月球表面,不太會受到地域。

  近些年來,人類不僅在月表發(fā)現(xiàn)了水,在水星等其它上也探測到水的信號。同時,這些都經(jīng)歷了長達(dá)幾十億年的撞擊,其表面也很可能存在大量的玻璃珠,因此,嫦娥五號撞擊玻璃儲水的新認(rèn)識,不僅為月表水的來源、保存和遷移機(jī)制提供了新認(rèn)知,也為解釋為何水星等其它無大氣層的表面存在水提供了新的。

  胡森形容水是一個重要的紐帶,可以起一個星體,反映出一個星體從內(nèi)到外不同圈層的演化過程?!皬牡厍蜓莼暯莵砜?,有水的地方基本上都是有生命的。而月球上的水對其自身演化而言也常重要的。”

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