月球上有水吗百科(太阳和月球上有水吗)

月球是地球唯一的天然卫星,也是人类唯一踏足过的除地球以外的天体。不论是我国还是美国、俄罗斯等国家,都准备在月球表面建设基地,并且派遣航天员长期驻守。但这里有一个问题:他们的饮用水从哪里来?

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从地球上带水是不现实的,因为成本太高了,对人类的火箭发射能力来说也是个巨大的挑战。最好的办法,就是就地取材,从月球上获取水资源。

不过,月球是一个死寂的世界,表面极其荒凉,看起来似乎并没有水。但是,有些事不是看起来的那么简单,科学家已经发现,月球上的水资源其实并不少。

根据近些年来的研究,科学家们发现,月球上的水资源远比想象中要多。它们并不是像地球上的水一样以江河湖海或者冰川的形式存在,而是与月球岩石结合形成了结晶水。当然,月球上也有一些水冰存在于表面,这些水冰都隐藏在月球两极的火山口阴影内,由于不会被太阳照射,它们才不会升华流失。

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这些发现对于科学家来说固然是一个好消息,同时也带来了一个疑惑:月球上的水资源到底是从哪来的呢?最近,天文学家们在《行星科学》杂志上发表论文,提出了一个大胆的猜想,那就是月表的水来自远古时期月球的火山喷发!

很多人很难将月球和火山喷发联系在一起,因为今天的月球几乎没有任何板块构造活动,更没有火山喷发。但是,在很久以前,月球也曾经非常活跃。即使站在地面上,我们也能够看到满月上有一些阴影区域,这些区域就是大规模的火山活动形成的火山岩平原。

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科学家们认为,至少在42亿年前,月球就开始出现大规模的火山活动了。此前的研究认为,月球的火山活动一直持续到了28亿年前。根据我国嫦娥五号带回来的岩石样本的分析结果,月球的火山活动甚至持续到了距今20亿年前。还有科学家认为,直到距今10亿年前的时候,月球最后的火山才逐渐熄灭。

最活跃的时候,月球表面的火山数量可能超过了1万座!要知道,在今天,太阳系火山活动最频繁的天体是木星的卫星木卫一,其表面也仅有400多座活火山。想象一下,上万座火山同时喷发的月球,该是何等的壮观!

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除了壮观之外,这些活火山还会带来大量的火山气体,其主要成分就是一氧化碳和水蒸气。根据现有的理论,这些火山气体会在月球表面形成一个短暂的大气层,不过这个大气层很脆弱,其中的气体会很快流失到太空之中。

研究人员思考:这些火山气体中的水蒸气会不会没有完全逸散到太空中,而是有一部分能够像冰霜一样落在月球表面,并被保存到今天呢?如果答案是肯定的,那就可以解释今天月球上的水是从哪里来的了。

为此,美国科罗拉多大学博尔德分校的行星科学家Andrew Wilcoski带领着自己的科学团队,对月球火山喷发的水资源能够留存到今天的量进行了研究。他们通过计算机建模的方式进行了研究,得到了令他们满意的答案。

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在建模过程中,他们将当时月球火山的大规模喷发频率设定在了平均每22000年一次的水平。在此基础上,研究人员利用计算机模拟了火山气体逃逸到太空中的速度,并将其与水蒸气冷凝、结冰和固定在月球表面的速度进行了对比。

结果表明,在火山气体形成的稀薄大气层持续存在1000年长度的情况下,大约有15%的水蒸气能够在月球的夜晚凝结成冰,降落到月球表面,其总质量可以达到8.2万亿千克,也就是82亿吨!

研究人员指出,尽管随着时间的推移,有一部分冰会在太阳照射的情况下重新升华为水蒸气,并有可能逃逸到太空中。但是在数十亿年的月球火山活动过程中,仍然有大量的水冰留在了月球表面,成为了今天月表水冰的重要组成部分。

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Wilcoski介绍:“我们的模型表明,在这段时期内被喷发出来的所有水蒸气中,大约有41%的部分会在月球的两极凝结成冰,其厚度可以达到数百米。”

尽管科学家们相信月球表面有大量的水冰,但想要开发这些水资源仍然不是一件容易的事。因为这里提到的月球表面,不仅仅指的是水在月球岩石的上方形成固体,而是存在着各种各样不同的形式。

在低纬度区域,水已经和岩石发生了复杂的作用,形成了矿物质中的结晶水;有一部分可能深藏在月表以下数米的深度,同样难以开采;还有一部分可能经历了陨石撞击,导致水和熔化的岩石结合,最终被封锁在火山玻璃中。

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不管怎么说,这一次的研究让科学家们找到了月球的远古火山给今天的月球表面带来水冰的证据,让我们对这个问题有了新的认识。至于未来登月的人类如何获取这些水资源,那就是科学家们接下来需要研究的问题了。

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