地球是太阳系中唯一一个水星球,这些覆盖在地表上的液态水孕育出了地球生命。但与地球相隔仅38万公里的月球,却完全是另一番光景——这里一片荒芜,寸草不生。那么月球上有没有水?几十年前的人们普遍认为是没有的。然而最近的研究发现,月球不是沙漠,而是一颗“水冰月”!
地球和月球的对照,大小没有按比例
月球上哪里最可能保存水呢?答案是最冷的、光照最少的地方——月球的南北两极,更准确的说,是月球南北两极的永久阴影区里。月球的自转轴几乎垂直于黄道面,于是南北极一些低洼的地方可能会永远不被太阳光直射到,因此这些地方应该温度非常低,在零下150摄氏度以下。如果这些阴影区里原先就有固态的水存在,就会一直保存下来,或者气态形式的水来到了到这些阴影区中时,也会以水冰的形式被永久地封存住。
月球探勘者号的中子光谱仪测量的月球极区超热中子量分布
在对低质量的M3观测数据的巧妙处理和对处理结果的充分验证之后,最终李帅团队确认在月球南北纬70°以上的永久阴影区中发现了多处含有水冰的区域。这是人类首次在月球发现水冰存在的直接证据。除了在月球极区发现了水冰的存在,李帅团队还发现了一件挺“奇怪”的事:和水星、谷神星的极区永久阴影区中发现的分布广泛、纯度也较高的水冰不同,月球极区永久阴影区中仅仅只有很少的地方发现了水冰,而且水冰含量有30%,也就是说,这些水冰是和大量月壤混合在一起的,纯度并不高。
月球南北极区含有水冰的位置和三处含有水冰区域的反射光谱示例
虽然这次发现的水冰很少,但并不代表月球上的水冰只有这么点,毕竟M3的探测范围只有地表以下1-2毫米,也就是说这次探测到的水冰可能只是 “冰山一角”,而地下更深处很可能还藏着更多水冰,这还需要更先进的探测器甚至着陆器的实地探测来给出答案。