嫦娥五號月壤研究揭示月表中緯度高含量的太陽風成因水

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月表水的來源與分布一直是國際上爭論和研究的熱點問題。近年來，遙感光譜探測數據發現，月表水（OH/H2O）的含量可能與緯度存在正相關，指示月表水是由太陽風發射的 H 離子高速注入月球表面形成的。針對月表水的含量、成因和空間分布這些重要科學問題，中國科學院國家空間科學中心和地質與地球物理研究所聯合團隊，對嫦娥五號月壤樣品開展實驗研究。

聯合團隊從兩份表取月壤中選取了 17 個顆粒，包括硅酸鹽礦物（橄欖石、輝石、長石）和玻璃，利用納米離子探針 - 透射電鏡分析技術對月壤顆粒進行了 H 含量和同位素分析以及微觀結構研究。分析結果發現，嫦娥五號月壤顆粒的最表層（~100nm）具有很高的 H 含量（意味著具有很高的水含量）和極低的 D/H 同位素比值，證明其來自太陽。根據測定的 H 含量以及月壤樣品的粒徑分布，估算的嫦娥五號著陸區太陽風來源水為 46ppm，與遙感結果一致。

科研團隊選取了其中一部分特征顆粒在 180 ℃烘箱中加熱了 28 小時，然后再用納米離子探針分析。加熱分析結果顯示，太陽風注入的 H 在顆粒表層可以穩定保存。研究團隊基于加熱實驗分析結果，對不同溫度下月壤顆粒中 H 的保存開展了數值模擬，結果顯示太陽風成因水可在月表中、高緯度地區可以得到較好的保存。

基于嫦娥五號礦物和玻璃中發現的、具有不同形狀分布的 H 含量深度剖面結果，結合阿波羅已有的實驗數據，聯合團隊構建了太陽風 H 注入和加熱擴散丟失的動態平衡模型。該模型預測高緯度區域月壤顆粒表層含有很高的太陽風成因水。同時，基于該模擬結果，估算出的高緯月表水含量與遙感結果類似。

（總臺央視記者 帥俊全）