嫦娥五號探測資料中獲得月表原位條件下的水含量

嫦娥五號取樣區背景圖和水含量

中科院地質與地球物理所行星科學團隊、上海技術物理研究所、國家空間科學中心，以及南京大學、美國夏威夷大學合作，利用嫦娥五號探測資料，首次獲得了月表原位條件下的水含量。相關研究成果近日發表在上。

經過過去半個多世紀的探測和爭論，各種“實錘”證據讓人們相信月球上有水存在，但月球水的含量、來源等仍是需要研究的問題。此外，尚未有在月表原位進行水的探測。嫦娥五號探測器攜帶了月球礦物光譜分析儀，在取樣過程中獲取了月表的光譜，第一次有機會在月表近距離、高分辨的探測水的訊號。

嫦娥五號光譜儀對月球風暴洋北部取樣區約2米×2米範圍的區域進行了光譜觀測，除了月壤之外，還包括一塊沒有帶回來的岩石。基於熱校正後的光譜檢測2。85微米處的特徵，發現岩石和月壤體現出不同程度的吸收。實驗室資料顯示，礦物中水的含量與其光譜吸收強度具有很好的線性關係，這個線性關係主要與粒徑相關。對已有月壤樣品的測量顯示，它們的平均粒徑約60-80微米，據此估算嫦娥五號取樣區的水含量在120ppm（百萬分之120）以下；而岩石中的水含量約為180ppm。

成分估算結果顯示，取樣區的岩石與月壤成分相差很大，來源不一致。遙感資料輔助分析顯示，該岩石可能與嫦娥五號著陸區西北方向的古老低鈦玄武岩（～34億年）比較一致。結合樣品分析研究表明，月壤中的水大部分來自於太陽風。如果將月壤中120 ppm的水全部作為太陽風來源，岩石中仍多出60 ppm的水（高於20%的模型誤差），多出來的這些水或代表了月球內部水。而嫦娥五號著陸區年輕玄武岩本身的水含量低，可能說明了著陸區月幔較幹或經歷了大量脫氣的過程，這與風暴洋地區長期的火山噴發一致。

嫦娥五號著陸器上的月球礦物光譜儀對著陸點的月壤和岩石進行了反射率光譜測量，根據2。85微米的明確吸收特徵，首次提供了月球上水的原位探測證據。嫦娥五號是目前唯一一次既返回樣品又獲取到月表原位光譜的任務，樣品能夠詳細分析水在月壤顆粒中的分佈、存在形式，並可利用同位素示蹤來源，而原位光譜可以與軌道遙感建立聯絡，能夠剖析月表水的全球性分佈和時間變化特徵。月表水的分佈可能與緯度高度相關，嫦娥五號也是目前返回樣品中緯度最高的，這對解析月表水的分佈及來源具有重要意義。嫦娥六號、嫦娥七號將在原位和軌道尺度繼續探測月表水的含量、分佈，而該成果將為嫦娥六號、嫦娥七號的科學目標實現提供支撐。

文/北京青年報記者 雷嘉

編輯/彭小菲