月球上月幔的水含量是多還是少,是科學家們近年來研究的焦點。利用嫦娥六號月球樣品,我國科學家首次獲得月球背面月幔的水含量,這一成果昨晚(9日)在國際學術期刊《自然》發表。
月球背面月幔更“干”自動播放
中國科學院地質與地球物理研究所研究員 胡森:我們目前測出來嫦娥六號玄武巖月幔源區水含量,大概小于2微克/克,我們目前能在月球正面得出來的結果大概是7.5微克/克。相當于月球背面的月幔,比正面的月幔的水含量更低。
記者:對于我們今后的探測來說會有啟發嗎?
中國科學院地質與地球物理研究所研究員 胡森:會有很大的啟示,月球的水基本上都是月球內部的水,月球內部水就是涉及它起源演化形成的一些過程,我們國家的嫦娥七號未來會關注月表水的一些問題。
記者:可能很多人關注月球上有土、有月壤,還可能有水,是不是有可能也會真的在月球上種菜?
中國科學院地質與地球物理研究所研究員 胡森:如果要在月球種菜的話,無土栽培可能是最好的技術手段,因為目前來看,月球上不僅要有水,種菜的話還要有有機質,可能還有很遠的路要走。
總臺央視記者 帥俊全:從嫦娥五號到嫦娥六號,每一粒月壤都在改寫著人們對月球的認知。雖然我們的科學家研究月壤并不是為了種菜,但或許某一天人們可以在月球上種下星際農場,月球上種下的菜就能夠成為我們宇宙旅途的第一口鮮香。
為什么要研究月幔水?
月球跟地球一樣,也可以分成月殼、月幔和月核等層次。月殼以下到1000千米處就是月幔了。那么月球上的水在哪里?為什么要研究月幔中的水?自動播放
目前普遍認為,月球的誕生源于約45億年前的一次天體撞擊事件,一顆火星大小的天體撞擊原始地球,拋射出的物質在引力作用下迅速匯集形成了月球,這個極其高溫的撞擊事件也導致月球極度貧水。
中國科學院地質與地球物理研究所研究員 胡森:月球其實是一個高真空的環境,它的晝夜溫度可以變化到300多攝氏度,不太利于水在月球表面待住。當然除了有一些永久陰影區,可能因為冷井的效應,可能能捕獲一些水,是以冰的形式存在,這是目前的一種觀點。但是月球相對我們地球來說是一個非常干的天體,目前為止還沒有發現月球上有任何一滴液態水的存在。
既然月球表面沒有水,那么月球內部是否有水呢?這也是近20年來國際月球研究的熱點之一。專家告訴我們,實際上,月幔中的水也不是傳統意義上的液態水,距離開發利用尚有很遠的路要走。但此次嫦娥六號月球樣品研究,帶來了人類對于月球內部水含量的新認識,在揭示月球起源、巖漿活動等方面具有重要意義。
中國科學院地質與地球物理研究所研究員 胡森:我們基本上說水的話,是一個廣義水的定義,可以包含氫分子、羥基、水分子,基本上都是貯存在這些礦物里面的,它是個結構水。
我們為什么去研究月幔的水?第一個涉及月球起源的問題;第二個就是月球的“二分性”,這是一個很大的科學問題,我們現在看到的月球“二分性”可能是在表面的。“二分性”是不是可以延伸到月球的里面去,水是一個方面,可以來揭示這些“二分性”的成因跟起源。
新挑戰 在更微小的月壤中精確找水
中國嫦娥六號任務采回了人類的第一份月背樣品,為認識月幔水的時空演化提供了重要機遇。這些包裹在僅有微米級大小的月壤顆粒中的水,又是如何被精確測量的呢?自動播放
這張嫦娥六號巖屑顆粒的照片實際上是放大了數百倍之后的效果,它的真實大小僅有5微米,科研人員表示,要通過這么小的顆粒,確認它所在的月幔區域的水含量,是一項新的挑戰。
中國科學院地質與地球物理研究所高級工程師 郝佳龍:嫦娥六號樣品,我們待測的水的包裹體,它的顆粒尺寸要比嫦娥五號樣品還要小,都達到10微米及以下的尺寸,而常規的分析方法都是在10微米,甚至達到20微米的。
不僅樣品顆粒尺寸更小,此次研究的嫦娥六號樣品水含量也比嫦娥五號更低,這也給科研人員的月壤尋水之旅增加了難度。
中國科學院地質與地球物理研究所高級工程師 郝佳龍:我們通過對儀器進行優化改造,可以準確分析這么小區域的包裹體的成分。通過改變一次離子束的束流強度,以及對我們儀器的真空系統進行了升級,把它原來的分析束斑降得更小,才能滿足我們嫦娥六號樣品的低含量、小包裹體的水含量的分析。
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