《自然》:月球岩石或藏大量水 人类有望建立空间站

2010-7-23 11:08 来源: 新浪科技
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科学家发现月球岩石中可能蕴藏有大量的水。

  北京时间7月23日消息,据国外媒体报道,科学家发现月球上可能到处都有水。对月球岩石的分析显示月球火山矿物中含有水,只是换了一个形式而已。这一发现让专家相信月球上的水是广泛分布的,不仅月球外部,月球内部也同样存在水。并且这一发现也意味着有朝一日人类在月面上建造空间站将会容易的多,因为显而易见的,在月面寻找本地的水资源供应要比从地球上千里迢迢运水过去要方便得多。

  水由氢和氧两种元素组成。氢可以用来制作火箭燃料,以便宇航员能够去探索太阳系中的其他星球,而氧气则是维持人体呼吸的必需品。具体地说,科学家此次是发现了氢氧根离子OH-,一种呈负一价的阴离子,缺少一个氢离子以便合成一个水分子。

  在这篇发表于《自然》杂志的报告中,研究人员称发现含有氢氧根离子的是月球上的磷灰岩,这是一种磷酸钙矿物。这一发现基于美国科学家对月球地表下玄武岩样本的研究。这些样本形成于数十亿年前,于1971年实施阿波罗14号计划时由宇航员带回地球。

  来自加州理工学院的乔治·罗斯曼(George Rossman)教授说:“如果你加热磷灰岩,氢氧根离子会解体并形成水。”该小组声称这一研究为以下论点提供了一种强有力的支持,即这些样本形成的月球内部区域含有水。“这一发现显示月球与地球之间的化学和地质联系比原先想象的要紧密得多。我们需要回过头重新审视月球的挥发物质组分。”

  月球上到处存在水意味着人类在月球表面建立定居点将不再那么不切实际。在现在的技术条件下,这一尝试非常昂贵。打个比方,为了将1品脱(约合568毫升)的水送达月球,需要花费约25000美元(近17万人民币)。但如果科学家能从月球岩石中提炼出水,用来满足饮用所需以及燃料需求,那么人类定居点将不再那么遥不可及。来自田纳西大学的太空科学家劳伦斯·泰勒(Lawrence Taylor)评价道:“现在我们在月球上已经有了现成的水资源储备,这可以用来满足植物和人类所需,并且可以电解获取氢气和氧气,以便提供火箭燃料。”

  这些发现推翻了阿波罗计划以来人们持有的月球是一片荒凉沙漠的观点。泰勒说:“阿波罗飞船带回月球岩石之后人们就一直持有这个观点。”

  另外在去年,泰勒教授及其团队曾经发现月球“露珠”,即月球最表层土壤中的吸收水。太阳风携带的氢离子撞击月球时和岩石中所含氧离子结合会产生水,这属于“外源性质”;但不同于这些 “露珠”,这次发现的水来自月壳深处,属于“内源性质”。一方面这些内源水分的存在是一个谜,但另一方面自从月球和地球形成以来不断的彗星撞击也会带来丰富的水。根据惠普尔的“脏雪球”模型,彗星是一团松散的“冰雪和岩石”的混合物。最后,月球上年龄超过40亿年的古老火山分布也给了科学家很多提示,因为地球上的火山活动大部分是由水分驱动的。

  这一发现对于研究地球和月球起源之谜同样意义重大。目前的理论一般认为月球的形成源于一次撞击事件——一颗名为忒尼亚(Theia)的火星大小的原始行星撞击地球,自身熔化并蒸发,抛出巨量的物质进入地球轨道。这些撞击爆炸产生的微粒物质逐渐冷凝,形成了月球的雏形。在这一过程中,一些易挥发的物质应当会完全挥发流失,如氢和氯。

  但此次在月岩中检测到氢的发现将对这一观点构成挑战。论文合作者,同样来自田纳西大学的刘洋(音译Yang Liu)说:“如果说这些水是那次大型撞击事件的残留物,那真是很不可思议。很难想象水份在那次撞击后还能幸存,因为相比之下那些挥发性更弱的物质,如钾和钠,在月球上都严重贫乏。”