第A05版:纵横

嫦娥五号月壤揭示

太阳风为月球带来可利用的水

  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。

  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。”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。

  据介绍,此前美国阿波罗任务和苏联月球号任务采集的月球样品均位于低纬度区域,科学家没有样品来研究纬度对月表水含量可能产生的影响。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。

  研究团队结合嫦娥五号样品的分析结果和美国阿波罗样品的实验数据,构建了一个太阳风注入与加热扩散氢丢失的动态平衡模型。该模型预测高纬度区域月壤颗粒表层含有更高的太阳风成因水,在颗粒最表层的0.1微米中最高可达8.5%的含量。如果将这些月壤进行粒度分选,在直径为2微米的细颗粒部分,水含量可达2%。

  上图 这张示意图显示了来自太阳表面的高速氢离子注入到月球表面并富集在月壤颗粒表层。 (新华社发)