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文 | 渣叔
编辑 | 渣叔
前言
“水是生命之源”，从古至今，我们一直认为只有地球才存在水资源，地球是我们人类的唯一家园，其他天体都不存在或没探察到我们生存所需要的生命之水。
并且，在过去的几十年里，人类不断对“天体月球”进行探索，都没有发现水资源，直到最近，出现了一个打破刻板印象的事实：月球上确实存在水资源。
今年的3月27日，著名的国际学术期刊《自然·地球科学》刊发了一篇文章，表明中英学者在中国嫦娥五号任务成功带回的月球样本中，测量到撞击玻璃珠中的水，我国首次揭示了月球水库的存在，其储量可能高达2700亿吨。
其实，在过去20年的月球探索中，人类已经在月球表面发现了大量水的痕迹，但却从没证实过这一猜测。自从1969年7月20日，美国宇航员阿姆斯特朗到达月球表面，实现了人类首次登月的壮举，此后，美国先后进行了六次登月计划，总计带回约382公斤（842磅）的月球样本，包括岩石、土壤、尘埃等月球表面的物质。
可令人感到疑惑的是，这些样本经过详细的研究和分析后，却丝毫没有发现水的痕迹，这究竟是为什么呢？
嫦娥五号首次发现月球水库
嫦娥五号，是由我国国家航天局组织实施研制的，首个实施无人月面取样返回的月球探测器，为我国打响探月工程的收官之战，其此行主要目的是对月球表面的样品进行采集、带回地球。
在新的探测器和技术手段的帮助下，此次嫦娥五号探月任务更加深入地探测宇宙内的各种物质和能量，从而更好地探测出月球中隐藏的水库，通过对采集到的月球样品进行分析，科学家们发现了月球储水库的存在，并确定其储量达到了2700亿吨。
过去，月球在人类的眼中就是一个干旱无水的天体。
早期的观测设备和技术也限制了我们对月球的详细探测。从地球上观测，人类无法直接探测到月球表面的水分存在。
月球表面看起来是干燥、岩石裸露的，没有明显的迹象显示有水的存在，其上的地质构造和形态特征也不像地球上那样与水的作用有关，因为月球几乎没有大气层，而大气层对于维持液态水的存在至关重要，在缺乏大气层的情况下，水会迅速蒸发或转化为冰态。
与此同时，月球表面温度的变化非常剧烈，从日间的高温到夜间的极低温，这种极端的温度条件也不利于液态水的存在。因此，人们常常认为月球干旱无水。
而此次的月球探索中，科学家们有了新的发现，他们对月球南极-艾特肯盆地区域进行探测，搜集到的月球样本中，研究发现了月球极地区域的土壤中存在水和氢原子，这些水在月球上以冰的形式保存在土壤微小孔隙和矿物中。
这一重大突破颠覆了我们固有的印象，那么这些水是如何来的呢？为何美国六次探月都没有发现月球上水的痕迹呢？
神奇的玻璃珠：揭开月球水的密钥
嫦娥五号探测到的月球水库，与我们在地球上从地下挖出的饮用水截然不同，它是存在于玻璃球中，而玻璃珠中的水不是通常意义的水，而是一种化学上的“结构水”，是以羟基（-OH）形式存在于玻璃珠中，这些“结构水”接触到空气便会转换成我们日常所需能用的水。
在嫦娥五号带回的月球样品中，就有大量撞击玻璃珠，研究发现，撞击玻璃珠的平均水含量可高达0.05%，这相当于一吨撞击玻璃珠中有0.5千克水，比我们想象得要多。
玻璃珠中的“结构水”就像一个珍贵的宝藏，深藏在月球岩石中，不过只是听起来很神秘，其实是一种蕴藏无限价值的“羟基”，若你对化学知识略知一二，那便可以推导出玻璃珠中的水如何化学反应成我们日用水。
这些玻璃珠是从哪里来的？
月球表面坑坑洼洼，这是因为在太空中，陨石、小行星都不断撞击月球后，会熔融月表的土壤和岩石，这些熔体溅射出来，形成的液滴冷却后，就变成了撞击玻璃珠。
一个小小的玻璃球居然会迸发出如此大的能量，更有意思的是，撞击玻璃珠中的水含量呈现明显的扩散环带特征，水含量从玻璃珠的外缘向核心部位递减。
研究人员指出“撞击玻璃珠中富水的外部区域的氢同位素组成与太阳风的氢同位素组成相近，所以我们推测外部区域的水来自太阳风中氢的注入。”
月壤中的撞击玻璃珠是一个储水宝库，它们可以维持月表水循环，科研人员同时发现，有些玻璃珠最边缘处的氢含量降低。
他们推测，这应该是玻璃珠经历过后期的撞击或加热事件，导致其又丢失了部分水。此次研究发现的新机制揭示出团队结合月球全球尺度月壤厚度分析，推测出月壤的储水量最高可达2.7×1014千克。
玻璃珠不是一个简单的石头，其内部的“结构水”又是从从何而来的呢？
月球之水从何而来？
从月球到火星乃至更遥远的其他行星，寻找与“水”相关的线索一直是科学家研究行星历史和生命宜居性的一个出发点。
目前的研究认为月球水主要有三个来源，一是太阳风粒子与月表物质相互作用产生的（动态）羟基物质；二是撞击月球的彗星或陨石带来的水和含羟基物质；三是月球原生（内部）水。
而根据返回样品的实验室分析表明，嫦娥五号月球样品是一类年轻玄武岩，其中存在月球原生水，这些水被推测来自于月球岩浆结晶过程。
而岩浆是一种由地球或其他行星内部熔融的岩石物质组成的高温流体。当岩浆冷却时，其中的矿物质会逐渐凝固并形成固态晶体。在岩浆结晶过程中，岩浆中的矿物质以原子、离子和分子的形式排列在一起，形成具有规则晶格结构的固态结晶体。这些晶体的形成取决于岩浆的化学组成、温度和压力等因素。
这也就是说，在月球形成的过程中，曾经存在过含水的岩浆，并且在冷却过程中，这些岩浆结晶形成了含水矿物。这些含水矿物就广泛地分布在月球表面和地下岩石，还有可能携带着古代月球历史的重要信息。
不过，科学家通过分析指出，月球上的水其实来自太阳风。
太阳风中含有大量的失去电子的氢原子核。当太阳风撞击月球时，与月球表面上的氧形成了水并被困在玻璃珠中，这一发现对于未来的月球探索和资源利用具有重要意义。
六次探月：美国为何没有发现水的痕迹？
1971年基辛格在访问中国，赠送了1克月球土壤给中国，如今2023年，我国的嫦娥奔月计划送给世界一个奇迹——月球有水。
在过去几十年内，美国阿波罗登月计划曾六次进行载人登月任务。都说量变产生质变，为何美国数次登月带回的月球土壤都未曾发现水的踪迹？
首先是因为各国探月计划的科研目标不同，我国嫦娥五号探测筹备了相当一段时间，其主要是以复杂的探测方案在目标区域进行深入的勘探和取样，并结合相关科学设备进行研究分析。
而美国阿波罗计划的主要目的是在有限的时间内完成登月任务，获取月球表面的有关信息和采集月表样品，遗留下的重要科学研究特别是对水资源的探索只是从事短时间的勘探，心有余而力不足。
其次是登月计划的探测区域不同，嫦娥五号探测器主要在月球南极-艾特肯盆地区域进行探测，这些都是月球上较为年轻的区域，采集到的月岩平均年龄约为20亿年。且南极-艾特肯盆地位于月球的最南部，是月球地质学的重要区域，具有相对较高的高度和低温，这里的水资源相对较为丰富。
而美国阿波罗计划主要在月球的赤道地区进行探测。这些地方都是月表上非常古老的区域。他们采集到的月岩年龄最少也有31亿年，有些甚至超过44亿年。赤道地区由于接受阳光的照射时间长，温度较高，水汽释放较为稀少。
而双方的差别也说明了一件事：水在月球表面的分布并不均匀。
最后，当时美国探测器的技术落后也是一大原因。这不是空口无凭，月球是一个干旱无人区，早在1969年美国阿波罗11号登月时，就已经探测到了月球存在有限的水蒸气。而美国50年前的技术，虽然在当时是跨时代的，但跟现在相比，还是有些落后。当时的科技手段还相对较为简单，也没有太多先进的技术设备和资金用于探测月球上的水资源。
即使存在水，美国也很难被发现。
如今我国的探测器等相关设备，都是世界最高端的，而且借鉴了世界各国技术进行升级改进。新的探测器和技术手段使得我们可以更加深入地探测宇宙内的各种物质和能量，从而更好地了解宇宙和发展科研技术。
结语：未来展望
月球之水就像一个潘多拉魔盒一般，打开了宇宙奥秘的一角，它将鼓舞着无数科研工作者以及我们每个人对宇宙探索的好奇心。
水资源作为生物求生的关键基础性资源，是我们甚至任何一种生物生长过程中必然必须的一种资源，在过去，人们普遍认为月球上是没有水的，因为大气层很薄，地底的温度十分低，因此不利于水的存留。
但是，这种观点在近年来已被科学家们越来越多的证实了是错误的。现代的科学研究表明，月球的表面上可能尽管水少，但是水或水分子的存在比之前认为的更加普遍且多样。
生命不息，探索不止。
嫦娥五号的成功似乎在告诉我们，在现代科技的高速发展下，或许有一天，在这浩瀚的宇宙中，除却地球，我们会在几亿光年外发现一个属于我们人类的第二家园，未来之路璀璨，敬请期待！
