《光明日报》( 2024年07月25日 08版)

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光明日报北京7月24日电 记者齐芳从中国科学院获悉,我国科学家团队在嫦娥五号带回的月球样本中,发现了一种富含水分子和铵的矿物晶体。这是首次在返回月壤中发现分子水,揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。这一成果日前在线发表在国际学术期刊《自然·天文学》上。

月球上至今没有发现流动的水,月壤中发现的微量“水”通常以羟基的形式存在。中国科学院物理研究所研究员陈小龙、副研究员金士锋、博士生郝木难等与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所研究员马云麒等合作,分析了嫦娥五号带回的月壤样品,通过高精度的单晶衍射和化学分析,研究人员确定了该矿物的分子式为NH4MgCl3·6H2O,是一种水合矿物,其结构中含有多达六个结晶水,水分子在样品中的质量比高达41%。

据介绍,该矿物的晶体结构与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相同。在地球上,该类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,暗示了月球水与火山活动的紧密联系。

为了确保这一发现的准确性,研究人员进行了多种方法检验,证明这一矿物与月球上的矿物相符,并进一步排除了地球污染或火箭尾气是这种水合物来源的可能性。

研究人员基于热力学分析,认为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坦桑尼亚伦盖(Lengai)火山相当。陈小龙说:“这对于我们理解月球的演化过程具有重要意义。这些发现揭示了一个复杂的月球火山脱气历史。”

同时,这种水合矿物的发现还为我们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纬度地区(嫦娥五号采样点)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。月球表面水合矿物的发现标志着对月球水和铵研究的重大突破,也为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性。