月球内部有水：未来月球基地的好消息！

水乃生命之源，这句话从古说道今依然是亘古不变的真理！可以说没有水就没有今天的你我也不会有地球的亿万生命在地球上诞生繁衍生息了36亿年！在人类雄心勃勃的今天、征服太空、遨游宇宙是不少人的梦想、也是科学家们正在努力研究的事，然而不变的是不管科技如何发达作为生命的我们总还是要新陈代谢对吧？所以水是必不可少的、月球或成为未来人类太空事业的基地和跳板对它的研究是有必要的！

古代火山沉积物的证据表明月球岩浆含有大量的水分，从而加固了月球内部水丰富的想法。图片版权：Olga Prilipko Huber

自20世纪70年代初阿波罗计划结束以来，世界各地的人们都梦想着有朝一日我们能回到月球, 并留在那里。而近年来月球定居的实际建议已经开始形成。结果是大量的关注和研究集中在月球是否有水资源的问题上。

由于像 Chandrayaan-1和月球侦察轨道器（LRO）这样的任务，科学家们知道月球上有大量的地表冰。然而根据一项新的研究，布朗大学的研究人员发现了月球表面火山沉积物中广泛存在的水分，这些发现可能表明月球内部还有大量的水源。

他们的研究题为“ 远距离检测月球火山沉积物中广泛的本土水 ” ，布朗研究人员Ralph E. Milliken和帅丽将卫星数据与新的热分布结合起来，以搜寻极地地区的水迹。在这样做的时候他们谈到了一个关于月球内部水的可能性的长期理论，以及月球如何形成的主要理论。

月球火山口被美国宇航局的月球矿物学绘图仪所拍摄。图片版权：：SRO / NASA / JPL-Caltech / USGS / Brown Univ

如前所述，科学家已经知道月球极地地区有大量的冷冻水。然而与此同时科学家们也认为，月球的内部在数十亿年前就已经耗尽了水和其他挥发性成分。这是基于广泛接受的假设，即在火星大小的物体（称为Theia）之后形成的月球与地球相撞并造成相当数量的碎片。

基本上科学家认为，形成水所必需的任何氢气都不可能在这种影响的热度下幸存下来。然而十年前新的科学发现开始出现，引起了人们的怀疑。第一个是 2008年的一项研究，由布朗大学的Alberto Saal领导的研究小组检测到由阿波罗15号和阿波罗17 号飞机任务回购的火山玻璃样本中的痕量水。

其次是 2011年的研究（也来自布朗大学）表明这些珠子中的晶体结构如何在地球上含有一些玄武岩矿床。这些发现特别重要，因为他们认为月球的地幔部分可能含有与地球一样多的水。但问题是这些发现是否代表了规范，还是一个异常现象。

布朗地球环境与行星科学系（DEEPS）的副教授和本文的合着者Milliken在最近的Brown新闻稿中总结到：

关键问题是阿波罗样本是否代表月球内部的大部分条件或代表在另一个”干燥“地幔中代表异常或可能是异常的富含水分的地区。通过查看轨道数据我们可以检查未经阿波罗或月神任务取样的月球上的大型火山碎屑沉积物。事实上几乎所有的都表现出水的印记，表明阿波罗样本不是异常的，所以可能是月球的大部分内部是湿的。

水和羟基分子在月球表面上分布的假色复合物。图片版权：ISRO / NASA / JPL-Caltech / Brown Univ / USGS

为了解决这个问题Milliken和Li查阅了轨道数据，以检查月球火山沉积物的水迹。基本上轨道使用光谱仪从行星和天文体的表面反射光，看到哪些波长的光被吸收，哪些被反射。因此该数据能够基于检测到的吸收线确定哪些化合物和矿物质存在。

然而使用这种技术寻找月球火山沉积物（又名火山碎屑沉积物）的水迹象是一项相当困难的任务。白天月球表面变暖，特别是在火山沉积物的纬度上。正如米利肯解释的那样，光谱学家除了化学印记之外，还将吸收热能，这可能会导致：热辐射发生在我们需要用来寻找水的波长相同的波长，因此为了说明水是否存在，我们首先需要考虑和消除热量排放的部件。

为了纠正这一点，米利肯和李建立了他们正在检查的月球的详细温度曲线。然后他们检查了月球矿物学绘图仪收集的表面数据，这映射成像仪是印度Chandrayaan-1任务的一部分。然后他们将这种热校正表面数据与从阿波罗任务返回的样品进行的测量进行了比较。

彩色区域表示与周围地形相比较高的含水量，黄色和红色表示最丰富的含水。图片版权：米利肯实验室/布朗大学

他们发现以前映射的月球表面的区域显示了几乎所有大型火山碎片沉积物中的水的证据。这包括在获得月球样本的阿波罗15和17个着陆点附近的沉积物。至此他们确定这些样品本质上不是异常的，水分布在月球表面。

此外这些发现可能表明月球的地幔也是富含水的。除了未来的月球基地的好消息和月球定居点的建设之外，这些结果可能会导致对月球如何形成的重新思考。这项研究是帅丽的一部分也是布朗大学最近的毕业生，也是这项研究的主要作者-博士论文。正如他所说的研究的结果：月球之内的水有越来越多的证据表明水以某种方式存在或者是在月球完全凝固之前，小行星或彗星的影响后不久就被带走了，月球内部水的确切来源仍然是一个很大的疑问。

位于火山矿床的月球水可能是未来月球基地的福音。其他的研究表明水冰在阴影区域在月球两极存在，但火山碎屑沉积物是在那个可能更容易进入的位置，任何有助于节省未来的月球探险者从家里（地球）带来大量的水都是一个很大的进步，我们的结果表明了一种新的选择。