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科學家發現月球表面存在水冰的第一直接證據

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發表於 2018-8-22 13:55:00 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
來源: 新浪科技

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新浪科技訊 北京時間8月21日消息,據國外媒體報道,科學家經過多年探索,現在終於在月球極地附近隕坑底部發現存在水冰的第一直接證據。  夏威夷大學行星科學家李帥(音譯)說:“長期以來人們認為科學家已在月球表面發現水資源,但很少有人真正意識到我們沒有任何確鑿的證據。”目前,這項最新研究報告發表在8月21日出版的《美國國家科學院院刊》上,該發現將有助於人類將月球作為太空宜居基地,展開太空探索任務。
  早在20世紀60年代,科學家們曾提出水冰可能存在於月球、水星和穀神星的永久陰影區域。在過去十年裡,美國宇航局“月球勘測軌道器(LRO)”和印度“月船一號”在月球兩極發現了富含氫的區域。
  氫是水的基本成分,因此氫的證據被解釋為月球兩極附近存在水資源。但是李帥博士表示,這些數據可能具有一定的誤導性。他說:“它可能是氫,也可能是氫氧基(hydroxl),也可能是水,也可能是其它氫元素。這些數據太過簡單,無法區分它們之間的差別。”氫氣也是太陽風的一個組成成分,太陽風是來自太陽源源不斷的高能粒子流,掠過月球表面。
  我們如何知道它是水冰?
  為了確定這些氫元素的來源,李帥博士和同事分析了“月船一號”月球礦物測繪儀的相關數據,測量了月球表面反射的分子波長。他說:“月球表面的冰是非常獨特的,波長較長反射率較低,這與月球表面物質反射率相反。”
  澳大利亞麥考瑞大學行星科學家克雷格·奧尼爾(Craig O‘Neill)表示,最新數據提供了水冰存在的確鑿證據。雖然大多數人猜測我們觀測到月球表面存在水,或者發現月球有水資源的證據,但最新研究是發現水冰物質存在的確鑿證據。
  數據表明,在月球北極和南極的少量隕坑底部,都有少量暴露在外的水冰物質。李帥博士說:“我們在月球南極觀測到更多水冰的原因是南極比北極更加寒冷。”
  在月球最黑暗、最冷的地方,氣溫將驟降到零下238攝氏度,這是太陽系最冷的溫度。但是這種模式與水星和穀神星兩極的冰沉積物質差別很大,這兩個極地冰沉積物都經歷了冰點。李帥博士說:“在水星和穀神星表面,存在大片連續冰層區域,但在月球表面冰層僅像鹽和胡椒這樣的斑點。”
  為什麼冰層覆蓋這樣不完整?
  大約45億年前,月球形成於地球與另一顆較大天體碰撞過程中。奧尼爾博士稱,不同於水星或者穀神星,月球軌道在過去20-30億年裡才穩定下來。這意味着我們觀測到的水冰物質不是40億年前月球誕生之初形成的,而是在月球誕生後早期階段出現的。
  它可能是由彗星撞擊月球產生的,而且水冰物質只有在那些南極隕坑中才能存在,它們一直處於隕坑底部永久陰影區域。
  大約20-30億年前彗星對月球的撞擊次數開始顯著減少,但是星球表面持續隕石碰撞將會導致隕坑陰影區域的水蒸汽進入空中。李帥和同事提出了一種解釋觀點,叫做“碰撞園藝過程(impact gardening)”,可能解釋為什麼水冰物質會零星分布在月球表面。他說:“蒸汽羽流要麼消失在太空中,要麼返回月球表面凝結。”
  這對太空探索意味着什麼?
  奧尼爾博士說:“月球曾被認為是乾燥、不宜生存的星球,一旦確定月球表面存在水冰,將有利於未來太空探索計劃。從工程角度和實際角度來講,目前我們發現月球表面存在水冰資源,這對我們意味着什麼呢?”
  如果月球表面確實有水,那麼未來太空飛船就不必攜帶大量水,從而大幅降低了發射成本。這使得月球在人類殖民生活方面更加可行,或者未來可將月球作為完成太陽系勘測其他星球的任務基地。
  李帥表示,這些最新研究將為月球極地區域尋找水冰提供清晰的地圖。就目前而言,對於這些黑暗寒冷區域,我們對其了解甚少,仍需更多的研究分析。我們在阿波羅時代之前就開始研究月球了……但是很少勘測月球兩極區域。我認為未來有必要部署一個專門針對月球極地區域的勘測任務,去觀測那些極地隕坑永遠陰影區域,看看那裡有什麼,發生什麼變化。
  未來不久唯一接近月球極地的太空任務是“韓國探路者軌道器(Korean Pathfinder Orbiter)”,它將於2020年發射,它將裝配美國宇航局製造的ShadowCam相機。
  據悉,ShadowCam的設計目的是觀察月球兩極附近永久陰影隕坑內部狀況,但是該相機設備不能在波長范圍內探測水冰物質。



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