嫦娥五号月壤揭示太阳风为月球带来可利用的水

这是太阳风氢的注入、保存与扩散丢失模型图（2022年11月23日绘制）。新华社发

据新华社北京12月13日电 中国科学家对嫦娥五号样品的最新研究显示，月表中纬度区域太阳风在月壤颗粒表层中注入的水比以往认为的更多，而月球高纬度区域可能含有大量具有利用价值的水资源。

科学家认为，太阳风、火山喷发、小行星和彗星都有可能是月表上水的重要来源。但是月表上的水具体是怎么来的？如何保存下来？月壤中水含量有多少？月壤中的水在空间上如何分布？这些问题尚无明确答案。

围绕这些重要科学问题，中科院国家空间科学中心和地质与地球物理研究所联合团队对嫦娥五号月壤样品开展了实验研究，其最新成果13日发表在国际权威学术期刊《美国国家科学院院刊》上。

领导这项研究的地质与地球物理研究所研究员林杨挺介绍，这里所说的水不是通常意义的水，而是存在于矿物中的结构水。因为水的主要组成之一是氢，因此通常用氢含量来表达水含量。

研究团队从两份嫦娥五号月表样品中选取了17个月壤颗粒，包括硅酸盐矿物（橄榄石、辉石、长石）和玻璃，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，开展了氢含量和同位素的实验分析。

分析结果发现，嫦娥五号月壤颗粒的最表层0.1微米中的水含量达到0.7%。研究人员通过氢与氘的比值分析证明，这些水都是由太阳风高速注入月球表面的。

“从太阳发射出的氢离子平均速度达到每秒450公里，它们就像子弹一样打入月壤颗粒的表层。”论文共同第一作者、地质与地球物理所副研究员田恒次说。

研究团队基于再加热实验分析结果，对不同温度下月壤颗粒中氢的保存开展了数值模拟，结果显示太阳风成因水可在月表中、高纬度地区得到较好保存。

嫦娥五号于2020年底成功采回1731克月壤样品。嫦娥五号的着陆点位于北纬43.06度，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更年轻，距今约20亿年。