03.07 科学家说,月球上有水,并且是来自地球,是真的吗?

田园书香


美国NASA近来宣布在月球南极和北极的陨石坑中,发现了大量的水冰,有可能为未来人类月球探测甚至定居提供便利。

月球表面存在水不是什么新闻,但之前的发现认为,月球的水白天直接升华为气态,晚上则重回固态,分布于月球地表,想要提取比较困难,同时科学家们也推测,在月球陨石坑太阳永远照射不到的陨石坑底部,可能存在着水冰,近来NASA的研究证实了这以推断。月球南极和北极的陨石坑底部,都分布有水冰,南极水冰储量更分配,而北极水冰分布范围更广。

月球水的来源科学家有过几个推断。月球与地球都在太阳系的宜居带上,太阳风可以到达,而太阳风中含有大量的氢元素核、电子等,到达月球后可以和月球表面的氧元素结合,进而形成了水;月球历史上曾多次遭受撞击,遍布月球的陨石坑就是证据,有科学家认为月球上的水本身隐藏在月球地表之下,因为撞击过程使水释放了出来,以固态和气态形式存在;同时含有水的彗星等也可能是月球水的一个来源。

月球有水的证实,也使得科学家们推测,在其他行星上可能也都有水的存在。一些探测结果也支持这样的观点,比如土星、木星的卫星含有大量水;金星探测器发现,金星在过去一直在向外释放水分子等。水在太阳系并不稀罕,月球水和火星液态水的发现,也增加了对其开发利用的可能性,为人类定居提供便利。


来看世界呀


我们看到的月球照片都是干旱荒芜的灰色景象,看样子上面不可能会有水,然而事实很打脸,已有多次天文观测和月表考察都在月球上发现了水的痕迹,而就在这个月,天文学家们又在火星极地的陨石坑中发现了水的存在,当然这些水都不是液态的,而是固态的类似冰一样的存在。


月球上有水是让天文学家们很吃惊的,同时这也说明水或者是宇宙中一种广泛的物质存在,至少在我们的太阳系中是这样的,因为月球所在的位置并不利于水的形成,月亮是地球的卫星,跟随着地球环绕太阳运行,在地球的轨道附近,水无法以冰晶的形式存在,因此月球并不容易捕获冰晶颗粒成为富水星球,最后在火星轨道以外的天体中,水分子才会结成冰晶颗粒变为较大的天体捕获,比如木星的卫星木卫一、木卫二、木卫三、木卫四,以及土星的卫星土卫六,土星的光环上,乃至天王星和海王星本身都是有大量的水的。


那么既然月球上有水,它的水是来自哪里呢?通常认为是一些含水的彗星撞击月球之后留下来的,我们都知道彗星是携带很多水冰的小天体,当它撞击到月球上之后,彗星上的冰就会留存下来,而在长达几十亿年的时间中,月球的表面也经受了大量的彗星和小行星撞击,看看上面一个套一个的环形山就知道了,这么难看的话,月球上的水资源或要比我们想象中更丰富。

不过也有一些天文学家认为月球上的水资源或者来自于太阳和地球上,当太阳发出太阳风的时候,里面会携带大量的氢离子,这些氢离子会和月球表面的氧化物发生反应而生成水;也有一种说法认为太阳风会将地球大气层外的一些水分子吹拂到远方,而当月球经过其吹拂的地方的时候,就会捕获来自地球上的水资源,不过这两种形成模式并不被广泛认同,而且而且难以形成较大的水资源规模,所以通常还都是认为月球上的水资源是来自于彗星和小行星等天体的。



科普大世界


月球上有水是个事实,但是不确定其来源。先前美国航天航空局的探月计划已经发现月球上存在水资源,尤其是两极地区没有被太阳照射到的地方。然而月球之水的来源仍未解决。关于月球水资源的来源,目前有四种理论来解释,但都有缺陷和不足。水其实集中在月球内部,很久以前火山喷发把水带到了月球表面;月球借助太阳风形成了水;含水彗星&小行星撞击月球,有一些水分子被月球引力捕获;太阳风把地球上的水送往月球。

早些年的研究称月球水资源来源于含水彗星的撞击,这样的话便与地球水资源一样存在相同的起源。但最近科学家发现,月球水资源很可能是早期地球的水蒸气经太阳风的协助送往月球的。研究人员分析了阿波罗飞船17号任务带回的月球土壤和岩石样本,发现了可存储水分的、包裹在橄榄石晶体中的火山玻璃岩颗粒,为科学家揭开月球水资源的来源提供线索。

目前普遍的观点认为,月球形成于一次大碰撞事件,一颗与火星体积相当的天体与地球相撞后各种残骸体的结合形成了月球这个天体。在碰撞之后早期月球比现今更加炽热,表面存在着岩浆海洋。高温环境会将任何形式的水资源蒸发,但早期月球的岩浆海洋有助于保持随后而来与月球发生碰撞的小行星的水资源,使水资源无法从月球上流失。


深空电报


科学家从宇宙飞船收集到的资料,发现月球可能藏有大量的水,不过,在一九九九年十月,美国太空总署的宇宙飞船撞向月球后,却没有找到有水存在的证据。

科学家认为,月球(moon)上的水有来自不断碰撞月球的流星和陨石(meteor),这些陨石带来大量的水,不过,由于月球没有大气层(atmosphere),这些水很快便蒸发到太空去。

但是,在月球南方的地方,有部分是永久没有阳光照射,这地方可能藏有水源;美国太空总署(NASA)在一九九四年发射的Clementine宇宙飞船,发现月球南方这个地方火山口的底部,可能有水存在,那里的温度是华氏零下二百八十度。

在一九九八年,美国太空总署发射「月球勘探者」宇宙飞船(Lunar Prospector),勘探月球的情况,宇宙飞船上的中子分光仪(neutron spectrometer),是用来探测水或冰的存在;从宇宙飞船收集回来的资料,科学家相信月球的南北极藏有大量水源,总存量达六十六亿吨之多。

美国太空总署(NASA)的无人驾驶宇宙飞船“月球勘探者”("Lunar Prospector")在98年1月6日在卡纳维拉角基地(Cape Canaveral)发射,经过一个多月的探索,发现月球的两极,真的有凝结的水(frozen water)存在。 \n参与研究的科学家,白德(Alan Binder)和费文(William Feldman),根据“月球勘探者”传回的资料,初步估计应有大约2.6至80万亿加仑(trillion gallons) 凝结的水在月球上,这相等于一个中等大小的湖。这些冰不是太厚,散布在一大片土地上; 约 有 18,000 平 方 英 里 在 北 极 (north pole)和7,200平方英里在南极(south pole)。在两极的火山口(craters),都存在凝结的水。

科学家相信在过去几百万年,有一些彗星(comets),大部分是一些肮脏的雪球(dirty snowballs),撞向月球,把水也带来。有些水早已蒸发(evaporated),但有些留在两极的火山口,因温度低至华氏-180度,所以凝结成冰,留存下来。


近棒者槌


月球水是月球上被探测证实确实存在的水,并且以气态水和固态水存在,没有地球上的液态水形式。从人类首次踏上月球的土地并将月球岩石样本带回地球研究以来,科学家一直认为月球表面是干燥和坚硬的。美国和印度的三个空间探测器的观测结果却证实了月球上存在有水。

数据分析之后,科学家兴奋地得出结论:月球有水。这也是尘埃扬起高度不如预期的最有力解释。“确实,真的,我们在月球上找到了水,” 美国航天局科学家安东尼·科拉普雷特2009年11月13日说,“不是一星半点,而是数量惊人。”科拉普雷特在作出这一宣布时,手中举着一个白色水桶以示“数量惊人”。

此次月球探测项目由美国航天局位于 加利福尼亚州的埃姆斯研究中心负责,科拉普雷特为项目负责人。半人马座火箭在凯布斯月球坑的撞击,扬起至少25加仑(95升)水,而这一数量仅仅是在单个月球坑单次撞击所扬起的“水量”。

成分相关

至于没有观测到亮闪现象,科学家分析,可能是由于一些水汽“吸收”光线所致。

此外,地面研究人员通过数据分析发现撞击后还检测出 二氧化碳、 二氧化硫、 甲烷和一些碳化物。

先前的月球无人探测任务曾在月极附近的月球坑周围发现氢的存在,引发人们对月球冰的存在产生遐想。2009年9月,科学家也曾宣布在月球土壤中发现极少量的水,而且这种水能存在于全月面地表。

月球水两种形态:

月球坑观测与传感卫星发回的数据确凿证实月球有水。虽然并非人们想象中的液态水,只是气态和冰态水。撞击点地表温度为摄氏零下185度。

月球水主流理论:

据美国国家地理杂志网站报道,对于很多人来说,2009年将是一个值得纪念的年份。这一年,科学家最终证实月球上确实有水存在,任何所谓的有理由怀疑自此烟消云散。月球与行星研究所的保罗·斯普蒂斯表示:“证明月球上确有水存在是一系列相关任务共同促成的结果,这些任务使用的仪器专门用于解答这个问题。” 月球与行星研究所位于德克萨斯州的休斯顿,由美国宇航局资助。

2009年初,宇航局月球侦察轨道器(LRO)和印度“月船1号”飞船对月球水可能的化学痕迹进行了探测。宇航局上周对外宣布,他们的月球陨坑观测与传感卫星(以下简称LCROSS)撞月任务最终发现了来自一个陨坑并且数量“可观”的水。

消息一经公布,人们不禁提出这样的疑问,即月球上的水究竟来自何处?LCROSS项目科学家、罗得岛州布朗大学的彼得·舒尔茨表示:“月球水是否是在最近一个单独的大事件中储存下来的?它们是否已经在月球上存在了数十亿年之久?对于这些问题,我并不知道答案。”

针对月球水究竟源自何处这个问题,主要出现4项科学理论。准确地说,第4项理论应该是一种较为大胆的猜测,但它提出的两种可能性还无法排除在外。

理论1:

古代火山喷发将水带到月表这项理论认为,月球从一开始就是一个有水世界。与地球一样,水也是月球形成过程中的一个重要因素。月球与 行星研究所的斯普蒂斯在对这一理论进行解释时表示,根据这一理论,水集中在月球内部。在遥远的过去,当时的月球并不像现在这样处于“死亡”状态,那时的它拥有一个炽热的核心,火山喷发或者气体迸发慢慢将水带到月球表面。自此之后,水便在月表冻结。

理论2:

水乃月表自身产物一些科学家推测,水可能是月球自身的产物,形成过程中获得太阳的一些帮助。根据这一理论,太阳会不断喷射名为“ 太阳风”的粒子流。太阳风内带正电的氢离子或者质子可能“轰击”月球并与月球土壤中富含氧的矿物质发生相互作用,最终形成了水。 布朗大学的舒尔茨表示,通过太阳风形成水将是一个缓慢的过程。“如果以这种方式每天只形成一个水分子,数十亿年内形成的水在数量上也相当可观。”

理论3:

彗星和小行星将水带到月球一些人表示,月球水可能是含水 彗星和湿润的小行星送上的一份“礼物”,它们在很久以前曾与月球发生撞击。撞击带来的水绝大多数被喷入太空,但一些行动迟缓的水分子最终被月球引力捕获。

月球与行星研究所的斯普蒂斯说:“这一想法认为,彗星或者含水小行星撞击月球并形成一个悬在月表附近的水蒸汽云。其中一些水最终移动到极地地区,它们可能进入永久性寒区—— 冷阱,例如永远无法被阳光照射的一个极地陨坑。”冷阱内温度极低,水冰无法升华(不经液态而由固态直接转变为气态)。除此之外,没有空气的月球也不适于液态水存在。其结果是,水将在理论上长期保持冻结状态。

理论4:

月球水来自地球布朗大学的舒尔茨表示,地球水“迁居”月球有两种方式,这两种方式只有在数十亿年前地月距离较为靠近时才有可能发生。在史前时代,地球并不拥有磁场或者强度较弱,太阳风从地球大气层中剥离水蒸汽,而后将其送上月球。另外一种可能性是,小行星或者彗星撞击地球,巨大的撞击力量将海水射入太空,绕地球轨道运行的月球穿过这个水蒸汽云,自此也成为一个有水世界。舒尔茨承认,这两种想定在理论上都有可能发生,“但我们也只是猜测而已”。

月球水储量:

美国科学家认为,月球的储水量远超人们先前的想象,在月球内部,水,也许无处不在,广泛存在于月球表面以下的岩石中。在过去40年间,科学一直认为月球是干燥的,但最新(2010年)测定的月球的最低含水量为地球百万分之5,不再是过去估计的十亿分之64。

月球上有水,这一说法根据科学家的分析,应该是存在的,至于水是不是来自地球,还有待考证!


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