03.07 科學家說,月球上有水,並且是來自地球,是真的嗎?

田園書香


美國NASA近來宣佈在月球南極和北極的隕石坑中,發現了大量的水冰,有可能為未來人類月球探測甚至定居提供便利。

月球表面存在水不是什麼新聞,但之前的發現認為,月球的水白天直接昇華為氣態,晚上則重回固態,分佈於月球地表,想要提取比較困難,同時科學家們也推測,在月球隕石坑太陽永遠照射不到的隕石坑底部,可能存在著水冰,近來NASA的研究證實了這以推斷。月球南極和北極的隕石坑底部,都分佈有水冰,南極水冰儲量更分配,而北極水冰分佈範圍更廣。

月球水的來源科學家有過幾個推斷。月球與地球都在太陽系的宜居帶上,太陽風可以到達,而太陽風中含有大量的氫元素核、電子等,到達月球后可以和月球表面的氧元素結合,進而形成了水;月球歷史上曾多次遭受撞擊,遍佈月球的隕石坑就是證據,有科學家認為月球上的水本身隱藏在月球地表之下,因為撞擊過程使水釋放了出來,以固態和氣態形式存在;同時含有水的彗星等也可能是月球水的一個來源。

月球有水的證實,也使得科學家們推測,在其他行星上可能也都有水的存在。一些探測結果也支持這樣的觀點,比如土星、木星的衛星含有大量水;金星探測器發現,金星在過去一直在向外釋放水分子等。水在太陽系並不稀罕,月球水和火星液態水的發現,也增加了對其開發利用的可能性,為人類定居提供便利。


來看世界呀


我們看到的月球照片都是乾旱荒蕪的灰色景象,看樣子上面不可能會有水,然而事實很打臉,已有多次天文觀測和月表考察都在月球上發現了水的痕跡,而就在這個月,天文學家們又在火星極地的隕石坑中發現了水的存在,當然這些水都不是液態的,而是固態的類似冰一樣的存在。


月球上有水是讓天文學家們很吃驚的,同時這也說明水或者是宇宙中一種廣泛的物質存在,至少在我們的太陽系中是這樣的,因為月球所在的位置並不利於水的形成,月亮是地球的衛星,跟隨著地球環繞太陽運行,在地球的軌道附近,水無法以冰晶的形式存在,因此月球並不容易捕獲冰晶顆粒成為富水星球,最後在火星軌道以外的天體中,水分子才會結成冰晶顆粒變為較大的天體捕獲,比如木星的衛星木衛一、木衛二、木衛三、木衛四,以及土星的衛星土衛六,土星的光環上,乃至天王星和海王星本身都是有大量的水的。


那麼既然月球上有水,它的水是來自哪裡呢?通常認為是一些含水的彗星撞擊月球之後留下來的,我們都知道彗星是攜帶很多水冰的小天體,當它撞擊到月球上之後,彗星上的冰就會留存下來,而在長達幾十億年的時間中,月球的表面也經受了大量的彗星和小行星撞擊,看看上面一個套一個的環形山就知道了,這麼難看的話,月球上的水資源或要比我們想象中更豐富。

不過也有一些天文學家認為月球上的水資源或者來自於太陽和地球上,當太陽發出太陽風的時候,裡面會攜帶大量的氫離子,這些氫離子會和月球表面的氧化物發生反應而生成水;也有一種說法認為太陽風會將地球大氣層外的一些水分子吹拂到遠方,而當月球經過其吹拂的地方的時候,就會捕獲來自地球上的水資源,不過這兩種形成模式並不被廣泛認同,而且而且難以形成較大的水資源規模,所以通常還都是認為月球上的水資源是來自於彗星和小行星等天體的。



科普大世界


月球上有水是個事實,但是不確定其來源。先前美國航天航空局的探月計劃已經發現月球上存在水資源,尤其是兩極地區沒有被太陽照射到的地方。然而月球之水的來源仍未解決。關於月球水資源的來源,目前有四種理論來解釋,但都有缺陷和不足。水其實集中在月球內部,很久以前火山噴發把水帶到了月球表面;月球藉助太陽風形成了水;含水彗星&小行星撞擊月球,有一些水分子被月球引力捕獲;太陽風把地球上的水送往月球。

早些年的研究稱月球水資源來源於含水彗星的撞擊,這樣的話便與地球水資源一樣存在相同的起源。但最近科學家發現,月球水資源很可能是早期地球的水蒸氣經太陽風的協助送往月球的。研究人員分析了阿波羅飛船17號任務帶回的月球土壤和岩石樣本,發現了可存儲水分的、包裹在橄欖石晶體中的火山玻璃巖顆粒,為科學家揭開月球水資源的來源提供線索。

目前普遍的觀點認為,月球形成於一次大碰撞事件,一顆與火星體積相當的天體與地球相撞後各種殘骸體的結合形成了月球這個天體。在碰撞之後早期月球比現今更加熾熱,表面存在著岩漿海洋。高溫環境會將任何形式的水資源蒸發,但早期月球的岩漿海洋有助於保持隨後而來與月球發生碰撞的小行星的水資源,使水資源無法從月球上流失。


深空電報


科學家從宇宙飛船收集到的資料,發現月球可能藏有大量的水,不過,在一九九九年十月,美國太空總署的宇宙飛船撞向月球后,卻沒有找到有水存在的證據。

科學家認為,月球(moon)上的水有來自不斷碰撞月球的流星和隕石(meteor),這些隕石帶來大量的水,不過,由於月球沒有大氣層(atmosphere),這些水很快便蒸發到太空去。

但是,在月球南方的地方,有部分是永久沒有陽光照射,這地方可能藏有水源;美國太空總署(NASA)在一九九四年發射的Clementine宇宙飛船,發現月球南方這個地方火山口的底部,可能有水存在,那裡的溫度是華氏零下二百八十度。

在一九九八年,美國太空總署發射「月球勘探者」宇宙飛船(Lunar Prospector),勘探月球的情況,宇宙飛船上的中子分光儀(neutron spectrometer),是用來探測水或冰的存在;從宇宙飛船收集回來的資料,科學家相信月球的南北極藏有大量水源,總存量達六十六億噸之多。

美國太空總署(NASA)的無人駕駛宇宙飛船“月球勘探者”("Lunar Prospector")在98年1月6日在卡納維拉角基地(Cape Canaveral)發射,經過一個多月的探索,發現月球的兩極,真的有凝結的水(frozen water)存在。 \n參與研究的科學家,白德(Alan Binder)和費文(William Feldman),根據“月球勘探者”傳回的資料,初步估計應有大約2.6至80萬億加侖(trillion gallons) 凝結的水在月球上,這相等於一箇中等大小的湖。這些冰不是太厚,散佈在一大片土地上; 約 有 18,000 平 方 英 裡 在 北 極 (north pole)和7,200平方英里在南極(south pole)。在兩極的火山口(craters),都存在凝結的水。

科學家相信在過去幾百萬年,有一些彗星(comets),大部分是一些骯髒的雪球(dirty snowballs),撞向月球,把水也帶來。有些水早已蒸發(evaporated),但有些留在兩極的火山口,因溫度低至華氏-180度,所以凝結成冰,留存下來。


近棒者槌


月球水是月球上被探測證實確實存在的水,並且以氣態水和固態水存在,沒有地球上的液態水形式。從人類首次踏上月球的土地並將月球岩石樣本帶回地球研究以來,科學家一直認為月球表面是乾燥和堅硬的。美國和印度的三個空間探測器的觀測結果卻證實了月球上存在有水。

數據分析之後,科學家興奮地得出結論:月球有水。這也是塵埃揚起高度不如預期的最有力解釋。“確實,真的,我們在月球上找到了水,” 美國航天局科學家安東尼·科拉普雷特2009年11月13日說,“不是一星半點,而是數量驚人。”科拉普雷特在作出這一宣佈時,手中舉著一個白色水桶以示“數量驚人”。

此次月球探測項目由美國航天局位於 加利福尼亞州的埃姆斯研究中心負責,科拉普雷特為項目負責人。半人馬座火箭在凱布斯月球坑的撞擊,揚起至少25加侖(95升)水,而這一數量僅僅是在單個月球坑單次撞擊所揚起的“水量”。

成分相關

至於沒有觀測到亮閃現象,科學家分析,可能是由於一些水汽“吸收”光線所致。

此外,地面研究人員通過數據分析發現撞擊後還檢測出 二氧化碳、 二氧化硫、 甲烷和一些碳化物。

先前的月球無人探測任務曾在月極附近的月球坑周圍發現氫的存在,引發人們對月球冰的存在產生遐想。2009年9月,科學家也曾宣佈在月球土壤中發現極少量的水,而且這種水能存在於全月面地表。

月球水兩種形態:

月球坑觀測與傳感衛星發回的數據確鑿證實月球有水。雖然並非人們想象中的液態水,只是氣態和冰態水。撞擊點地表溫度為攝氏零下185度。

月球水主流理論:

據美國國家地理雜誌網站報道,對於很多人來說,2009年將是一個值得紀念的年份。這一年,科學家最終證實月球上確實有水存在,任何所謂的有理由懷疑自此煙消雲散。月球與行星研究所的保羅·斯普蒂斯表示:“證明月球上確有水存在是一系列相關任務共同促成的結果,這些任務使用的儀器專門用於解答這個問題。” 月球與行星研究所位於德克薩斯州的休斯頓,由美國宇航局資助。

2009年初,宇航局月球偵察軌道器(LRO)和印度“月船1號”飛船對月球水可能的化學痕跡進行了探測。宇航局上週對外宣佈,他們的月球隕坑觀測與傳感衛星(以下簡稱LCROSS)撞月任務最終發現了來自一個隕坑並且數量“可觀”的水。

消息一經公佈,人們不禁提出這樣的疑問,即月球上的水究竟來自何處?LCROSS項目科學家、羅得島州布朗大學的彼得·舒爾茨表示:“月球水是否是在最近一個單獨的大事件中儲存下來的?它們是否已經在月球上存在了數十億年之久?對於這些問題,我並不知道答案。”

針對月球水究竟源自何處這個問題,主要出現4項科學理論。準確地說,第4項理論應該是一種較為大膽的猜測,但它提出的兩種可能性還無法排除在外。

理論1:

古代火山噴發將水帶到月表這項理論認為,月球從一開始就是一個有水世界。與地球一樣,水也是月球形成過程中的一個重要因素。月球與 行星研究所的斯普蒂斯在對這一理論進行解釋時表示,根據這一理論,水集中在月球內部。在遙遠的過去,當時的月球並不像現在這樣處於“死亡”狀態,那時的它擁有一個熾熱的核心,火山噴發或者氣體迸發慢慢將水帶到月球表面。自此之後,水便在月表凍結。

理論2:

水乃月表自身產物一些科學家推測,水可能是月球自身的產物,形成過程中獲得太陽的一些幫助。根據這一理論,太陽會不斷噴射名為“ 太陽風”的粒子流。太陽風內帶正電的氫離子或者質子可能“轟擊”月球並與月球土壤中富含氧的礦物質發生相互作用,最終形成了水。 布朗大學的舒爾茨表示,通過太陽風形成水將是一個緩慢的過程。“如果以這種方式每天只形成一個水分子,數十億年內形成的水在數量上也相當可觀。”

理論3:

彗星和小行星將水帶到月球一些人表示,月球水可能是含水 彗星和溼潤的小行星送上的一份“禮物”,它們在很久以前曾與月球發生撞擊。撞擊帶來的水絕大多數被噴入太空,但一些行動遲緩的水分子最終被月球引力捕獲。

月球與行星研究所的斯普蒂斯說:“這一想法認為,彗星或者含水小行星撞擊月球並形成一個懸在月表附近的水蒸汽雲。其中一些水最終移動到極地地區,它們可能進入永久性寒區—— 冷阱,例如永遠無法被陽光照射的一個極地隕坑。”冷阱內溫度極低,水冰無法昇華(不經液態而由固態直接轉變為氣態)。除此之外,沒有空氣的月球也不適於液態水存在。其結果是,水將在理論上長期保持凍結狀態。

理論4:

月球水來自地球布朗大學的舒爾茨表示,地球水“遷居”月球有兩種方式,這兩種方式只有在數十億年前地月距離較為靠近時才有可能發生。在史前時代,地球並不擁有磁場或者強度較弱,太陽風從地球大氣層中剝離水蒸汽,而後將其送上月球。另外一種可能性是,小行星或者彗星撞擊地球,巨大的撞擊力量將海水射入太空,繞地球軌道運行的月球穿過這個水蒸汽雲,自此也成為一個有水世界。舒爾茨承認,這兩種想定在理論上都有可能發生,“但我們也只是猜測而已”。

月球水儲量:

美國科學家認為,月球的儲水量遠超人們先前的想象,在月球內部,水,也許無處不在,廣泛存在於月球表面以下的岩石中。在過去40年間,科學一直認為月球是乾燥的,但最新(2010年)測定的月球的最低含水量為地球百萬分之5,不再是過去估計的十億分之64。

月球上有水,這一說法根據科學家的分析,應該是存在的,至於水是不是來自地球,還有待考證!


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