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文 | 渣叔
編輯 | 渣叔
前言
「水是生命之源」，從古至今，我們一直認為只有地球才存在水資源，地球是我們人類的唯一家園，其他天體都不存在或沒探察到我們生存所需要的生命之水。
並且，在過去的幾十年里，人類不斷對「天體月球」進行探索，都沒有發現水資源，直到最近，出現了一個打破刻板印象的事實：月球上確實存在水資源。
今年的3月27日，著名的國際學術期刊《自然·地球科學》刊發了一篇文章，表明中英學者在中國嫦娥五號任務成功帶回的月球樣本中，測量到撞擊玻璃珠中的水，我國首次揭示了月球水庫的存在，其儲量可能高達2700億噸。
其實，在過去20年的月球探索中，人類已經在月球表面發現了大量水的痕迹，但卻從沒證實過這一猜測。自從1969年7月20日，美國宇航員阿姆斯特朗到達月球表面，實現了人類首次登月的壯舉，此後，美國先後進行了六次登月計劃，總計帶回約382公斤（842磅）的月球樣本，包括岩石、土壤、塵埃等月球表面的物質。
可令人感到疑惑的是，這些樣本經過詳細的研究和分析後，卻絲毫沒有發現水的痕迹，這究竟是為什麼呢？
嫦娥五號首次發現月球水庫
嫦娥五號，是由我國國家航天局組織實施研製的，首個實施無人月面取樣返回的月球探測器，為我國打響探月工程的收官之戰，其此行主要目的是對月球表面的樣品進行採集、帶回地球。
在新的探測器和技術手段的幫助下，此次嫦娥五號探月任務更加深入地探測宇宙內的各種物質和能量，從而更好地探測出月球中隱藏的水庫，通過對採集到的月球樣品進行分析，科學家們發現了月球儲水庫的存在，並確定其儲量達到了2700億噸。
過去，月球在人類的眼中就是一個乾旱無水的天體。
早期的觀測設備和技術也限制了我們對月球的詳細探測。從地球上觀測，人類無法直接探測到月球表面的水分存在。
月球表面看起來是乾燥、岩石裸露的，沒有明顯的跡象顯示有水的存在，其上的地質構造和形態特徵也不像地球上那樣與水的作用有關，因為月球幾乎沒有大氣層，而大氣層對於維持液態水的存在至關重要，在缺乏大氣層的情況下，水會迅速蒸發或轉化為冰態。
與此同時，月球表面溫度的變化非常劇烈，從日間的高溫到夜間的極低溫，這種極端的溫度條件也不利於液態水的存在。因此，人們常常認為月球乾旱無水。
而此次的月球探索中，科學家們有了新的發現，他們對月球南極-艾特肯盆地區域進行探測，搜集到的月球樣本中，研究發現了月球極地區域的土壤中存在水和氫原子，這些水在月球上以冰的形式保存在土壤微小孔隙和礦物中。
這一重大突破顛覆了我們固有的印象，那麼這些水是如何來的呢？為何美國六次探月都沒有發現月球上水的痕迹呢？
神奇的玻璃珠：揭開月球水的密鑰
嫦娥五號探測到的月球水庫，與我們在地球上從地下挖出的飲用水截然不同，它是存在於玻璃球中，而玻璃珠中的水不是通常意義的水，而是一種化學上的「結構水」，是以羥基（-OH）形式存在於玻璃珠中，這些「結構水」接觸到空氣便會轉換成我們日常所需能用的水。
在嫦娥五號帶回的月球樣品中，就有大量撞擊玻璃珠，研究發現，撞擊玻璃珠的平均水含量可高達0.05%，這相當於一噸撞擊玻璃珠中有0.5千克水，比我們想像得要多。
玻璃珠中的「結構水」就像一個珍貴的寶藏，深藏在月球岩石中，不過只是聽起來很神秘，其實是一種蘊藏無限價值的「羥基」，若你對化學知識略知一二，那便可以推導出玻璃珠中的水如何化學反應成我們日用水。
這些玻璃珠是從哪裡來的？
月球表面坑坑窪窪，這是因為在太空中，隕石、小行星都不斷撞擊月球後，會熔融月表的土壤和岩石，這些熔體濺射出來，形成的液滴冷卻後，就變成了撞擊玻璃珠。
一個小小的玻璃球居然會迸發出如此大的能量，更有意思的是，撞擊玻璃珠中的水含量呈現明顯的擴散環帶特徵，水含量從玻璃珠的外緣向核心部位遞減。
研究人員指出「撞擊玻璃珠中富水的外部區域的氫同位素組成與太陽風的氫同位素組成相近，所以我們推測外部區域的水來自太陽風中氫的注入。」
月壤中的撞擊玻璃珠是一個儲水寶庫，它們可以維持月表水循環，科研人員同時發現，有些玻璃珠最邊緣處的氫含量降低。
他們推測，這應該是玻璃珠經歷過後期的撞擊或加熱事件，導致其又丟失了部分水。此次研究發現的新機制揭示出團隊結合月球全球尺度月壤厚度分析，推測出月壤的儲水量最高可達2.7×1014千克。
玻璃珠不是一個簡單的石頭，其內部的「結構水」又是從從何而來的呢？
月球之水從何而來？
從月球到火星乃至更遙遠的其他行星，尋找與「水」相關的線索一直是科學家研究行星歷史和生命宜居性的一個出發點。
目前的研究認為月球水主要有三個來源，一是太陽風粒子與月表物質相互作用產生的（動態）羥基物質；二是撞擊月球的彗星或隕石帶來的水和含羥基物質；三是月球原生（內部）水。
而根據返回樣品的實驗室分析表明，嫦娥五號月球樣品是一類年輕玄武岩，其中存在月球原生水，這些水被推測來自於月球岩漿結晶過程。
而岩漿是一種由地球或其他行星內部熔融的岩石物質組成的高溫流體。當岩漿冷卻時，其中的礦物質會逐漸凝固並形成固態晶體。在岩漿結晶過程中，岩漿中的礦物質以原子、離子和分子的形式排列在一起，形成具有規則晶格結構的固態結晶體。這些晶體的形成取決於岩漿的化學組成、溫度和壓力等因素。
這也就是說，在月球形成的過程中，曾經存在過含水的岩漿，並且在冷卻過程中，這些岩漿結晶形成了含水礦物。這些含水礦物就廣泛地分佈在月球表面和地下岩石，還有可能攜帶着古代月球歷史的重要信息。
不過，科學家通過分析指出，月球上的水其實來自太陽風。
太陽風中含有大量的失去電子的氫原子核。當太陽風撞擊月球時，與月球表面上的氧形成了水並被困在玻璃珠中，這一發現對於未來的月球探索和資源利用具有重要意義。
六次探月：美國為何沒有發現水的痕迹？
1971年基辛格在訪問中國，贈送了1克月球土壤給中國，如今2023年，我國的嫦娥奔月計劃送給世界一個奇蹟——月球有水。
在過去幾十年內，美國阿波羅登月計劃曾六次進行載人登月任務。都說量變產生質變，為何美國數次登月帶回的月球土壤都未曾發現水的蹤跡？
首先是因為各國探月計劃的科研目標不同，我國嫦娥五號探測籌備了相當一段時間，其主要是以複雜的探測方案在目標區域進行深入的勘探和取樣，並結合相關科學設備進行研究分析。
而美國阿波羅計劃的主要目的是在有限的時間內完成登月任務，獲取月球表面的有關信息和採集月表樣品，遺留下的重要科學研究特別是對水資源的探索只是從事短時間的勘探，心有餘而力不足。
其次是登月計劃的探測區域不同，嫦娥五號探測器主要在月球南極-艾特肯盆地區域進行探測，這些都是月球上較為年輕的區域，採集到的月岩平均年齡約為20億年。且南極-艾特肯盆地位於月球的最南部，是月球地質學的重要區域，具有相對較高的高度和低溫，這裡的水資源相對較為豐富。
而美國阿波羅計劃主要在月球的赤道地區進行探測。這些地方都是月表上非常古老的區域。他們採集到的月岩年齡最少也有31億年，有些甚至超過44億年。赤道地區由於接受陽光的照射時間長，溫度較高，水汽釋放較為稀少。
而雙方的差別也說明了一件事：水在月球表面的分佈並不均勻。
最後，當時美國探測器的技術落後也是一大原因。這不是空口無憑，月球是一個乾旱無人區，早在1969年美國阿波羅11號登月時，就已經探測到了月球存在有限的水蒸氣。而美國50年前的技術，雖然在當時是跨時代的，但跟現在相比，還是有些落後。當時的科技手段還相對較為簡單，也沒有太多先進的技術設備和資金用於探測月球上的水資源。
即使存在水，美國也很難被發現。
如今我國的探測器等相關設備，都是世界最高端的，而且借鑒了世界各國技術進行升級改進。新的探測器和技術手段使得我們可以更加深入地探測宇宙內的各種物質和能量，從而更好地了解宇宙和發展科研技術。
結語：未來展望
月球之水就像一個潘多拉魔盒一般，打開了宇宙奧秘的一角，它將鼓舞着無數科研工作者以及我們每個人對宇宙探索的好奇心。
水資源作為生物求生的關鍵基礎性資源，是我們甚至任何一種生物生長過程中必然必須的一種資源，在過去，人們普遍認為月球上是沒有水的，因為大氣層很薄，地底的溫度十分低，因此不利於水的存留。
但是，這種觀點在近年來已被科學家們越來越多的證實了是錯誤的。現代的科學研究表明，月球的表面上可能儘管水少，但是水或水分子的存在比之前認為的更加普遍且多樣。
生命不息，探索不止。
嫦娥五號的成功似乎在告訴我們，在現代科技的高速發展下，或許有一天，在這浩瀚的宇宙中，除卻地球，我們會在幾億光年外發現一個屬於我們人類的第二家園，未來之路璀璨，敬請期待！
