我国嫦娥五号采集的月壤样品属于最年轻的玄武岩,距今约20亿年,是迄今为止人类采集的纬度最高的月球样品。
科研人员在嫦娥五号月壤样品中发现,这些月球水和铵以一种水合矿物形式出现。该矿物的分子式中含有多达六个结晶水,水分子在样品中的质量比高达41%。
通过红外光谱等专业仪器,科研人员清晰地观察到了源于水分子和铵的特征,甚至还可以清晰地看到水分子中的氢。
中国科学院物理研究所副研究员金士锋介绍,“这样含水分子的矿物,在之前返回的月壤中从未发现过”。
此前,国际科学界对1969年至1972年采集的阿波罗样品的研究表明,月壤中未发现任何含水矿物。之后,月球不含水成为月球科学的基本假设,这对认识月球火山演化、月地起源等问题产生了重要影响。
为了确保我国科学家这次研究发现的准确性,研究人员进行了严格的化学和氯同位素分析,发现该矿物的氯同位素组成和地球矿物显著不同,与月球上的矿物相符,排除了地球污染或火箭尾气作为这种水合物的来源。
中国科学院物理研究所研究员陈小龙表示,“这个结果改变了我们对月壤是否含水及含水存在形式的认识。通过热力学分析计算,我们能够估算出最低当年月球火山喷发时有多少水、水蒸气,大大加深对月球的认识”。
月球到底能不能种菜?
专家称,新发现的这种水合矿物揭示了月球上水分子可能存在的一种形式——水合盐。与易挥发的水冰不同,这种水合物在月球高纬度地区非常稳定。
这意味着,即使在广阔的月球阳光照射区,也可能存在这种稳定的水合盐。这为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性。
这次发现的水合矿物中不仅富含水分子还富含铵,甚至有少量钾,如果未来在月球上能找到大量这类水合矿物,有望为人类开发利用月球资源提供更多可能性。