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我国科学家在月壤中首次发现分子水

来源:红星新闻 时间:2024-09-08 09:10 阅读

记者23日从中国科学院物理研究所获悉,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员陈小龙、副研究员金士锋、博士研究生郝木难等,联合北京科技大学副教授郭中楠、天津大学工程师殷博昊、中国科学院青海盐湖研究所研究员马云麒、郑州大学工程师邓丽君等,在嫦娥五号带回的月球样本中,发现了月球上一种富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1。这标志着科学家首次在月壤中发现了分子水,揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。该研究成果近日在学术期刊《自然-天文学》(Nature Astronomy)在线发表。

月球上是否存在水,对于月球演化研究和资源开发至关重要。对1969年至1972年采集的阿波罗样品的研究表明,月壤中未发现任何含水矿物。此后,月球不含水成为月球科学的基本假设,这对认识月球火山演化、月地起源等问题产生了重要影响。1994年,研究人员通过克莱门汀探测器对月球两极进行观测,提出极区永久阴影区的月壤中可能存在水冰。2009年,月船一号搭载的月球矿物绘图光谱仪发现,月球表面存在太阳风导致的羟基和/或水分子信号。同年,月球观测和传感卫星以2.5公里/秒的速度撞击了月球永久阴影区,而对撞击尘埃的遥感测量显示了水的信号。近年来,遥感数据表明月球光照区有水分子存在的迹象。针对当年采集的阿波罗月球样品,科学家运用高灵敏度的表征技术,在部分玻璃和矿物中发现了百万分之一量级的“水”(H+、OH-或H2O),但没有水分子存在的确凿证据。

富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1和成分组成

我国嫦娥5号采集的月壤样品属于最年轻的玄武岩,是迄今为止纬度最高的月球样品,为月球水的研究提供了新机遇。我国科研人员开展的这项研究基于单晶衍射和化学分析发现,这些月球水和铵以一种成分为(NH4,K,Cs,Rb) MgCl3·6H2O的水合矿物形式出现。该矿物分子式中含有多达六个结晶水,水分子在样品中的质量比高达41%。红外光谱和拉曼光谱上均可以清晰地观察到源于水分子和铵的特征振动峰。晶体的电荷密度可以清晰地看到水分子中的氢。ULM-1的晶体结构和组成与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相似。地球上,该矿物是由热玄武岩与富含水和氨的火山气体相互作用形成。这为月球上的水和氨的来源提供了新线索。

为了确保这一发现的准确性,该研究进行了严格的化学和氯同位素分析。纳米二次离子质谱数据表明,该矿物的Cl同位素组成和地球矿物显著不同,与月球上的矿物相符。研究人员对该矿物化学成分和形成条件进行分析,进一步排除了地球污染或火箭尾气作为这种水合物的来源。该六水矿物的存在为月球火山气体的组成给出了重要的约束。热力学分析显示,当时月球火山气体中水的含量下限与目前地球中最为干燥的伦盖火山相当。这揭示了复杂的月球火山脱气历史,对探讨月球的演化过程具有重要意义。

这种水合矿物的发现揭示了月球上水分子可能存在的一种形式——水合盐。与易挥发的水冰不同,这种水合物在月球高维度地区(嫦娥5号采样点)非常稳定。这意味着,即使在广阔的月球阳光照射区,也可能存在这种稳定的水合盐。这为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性。

(总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉)

来源:央视新闻

网友看法

1、网友石头作品:相关论文不要再发在外国刊物了。我们应借助这次月壤研究,把我们自己的权威刊物创办起来,刊物名称就叫《发现》,文字用中文!!![呲牙][呲牙][呲牙]

2、网友海油工程设计院jjTh:我怀疑月球的地下深处会有水?能用海洋石油钻井技术钻探到特别深处,我想就会有水了。

3、网友土豆炒马铃薯:能不能说明以前的月球土壤是假的[what][what][what][捂脸]

4、网友我变成熟了:会不会是回来打开的时候吸收了地球的水分子[呲牙]

5、网友见素抱朴者也Hy:网上说,美对我们嫦六月壤分配很不满意!我们说,关它们屁事!所以,千万别送月壤给外国人,它们有本事自己去挖!别泄密我们才能夺第一,让它们干着急!

6、网友简单溪水简单溪水:美国的月壤是不是只拿来看的哟

7、网友宁小萌wtiter:理论上,大的星球应该都有水 否则 ”土壤”会松散如沙石 难以整体形式存在!

8、网友快乐273514961:美国登月是假的。

9、网友文溪客:美国的“月壤”,是用沙漠的岩石,在高温高压容器中熔炼出来的假月壤土。所以它既不含水分子,也不含氦3。

10、网友秋香1218:确定不是空气中的?

11、网友中心爱华:祝愿祖国更加强盛[祈祷][祈祷][祈祷]

12、网友爱信不信74222067:那个发了14篇论文论述美国月壤的专家呢?

13、网友风之子1127:能不能中国自己创一个科学学术国际性期刊,逐步用中国前沿科学引领国际学术

14、网友正能量坚持正确的:再次说明月球碰撞过地球或者是地球分离出去的物质

15、网友猪不戒了:准备种菜[呲牙]

16、网友为六而来:含量多少?是不是吸的钱塘江的

17、网友追声的飞鸟:完全可能是地球的水分子,应该在月球建实验室分析才有意义

18、网友足智多谋柑桔qZu:黑洞碎片形成的星际物质,再物质转化的过程中,水的形成不过就是过渡阶段。

19、网友大漠旷野:会不会回来后回潮了[大笑]

20、网友小药治大病:不可能!美国都没有发现!

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