2023年4月17日，NASA发布了一条关于月球的激动人心的消息，我们非常乐意向公众报告这些内容。正如大多数人所想的那样，NASA对月球表面的水资源有了新的发现。除了月球上固态水年龄的有力证据外，这项新研究还发现，丰富的水资源散布在月球表面，无论是在暴露在阳光直射的区域还是在永久掩埋在阴影中的斑块中。
在期刊《自然天文学》上发表的两篇论文重新定义了月球，并阐明了它储存宝贵的自然资源——水的能力。长期以来，科学家们一直认为月球上存在固态水，尤其是在月球两极，但新的研究提供了确凿的证据，这要归功于对月球被阳光照射的表面上水分子的观察。这项新研究的观察覆盖了许多被称为冷阱的小阴影区域，固体水也可以隐藏在这些区域。
从简单的科学角度来说，证明月球表面存在固态水是非常重要的。同时，也深刻影响着未来月面探测任务应该如何开展。从月球南极收集和回收固体水是NASA即将到来的阿尔忒弥斯任务中最重要的一步，现在这个目标比以往任何时候都更有可能实现。此外，月球上丰富的水资源意味着未来的探险者或殖民者可以在当地获得水源，这对他们来说是个好消息。
几天前，美国宇航局在月球南极探测到一个亮点。NASA从印度Chandrayaan-1航天器获得的雷达数据显示了同样的结果，证实月球表面有数十个充满固体水的小陨石坑。2016年。残留的固体水痕迹被认为是月轴倾斜的证据。
然而，尽管如此，月球上水分子的实际证据仅限于3微米的光谱特征。这是一个问题，因为在这个波长下，科学家无法区分水和与矿物质结合的羟基（含氧和氢的化合物）。
为了排除干扰，科学家们决定采用新的月面观测方法。他们利用平流层红外天文台（SOFIA）再次测量了月球表面——这是一架经过改装的高空波音747大型喷气式飞机，配备了9英尺的望远镜。在它的帮助下，研究人员能够在6微米处检测到水的光谱信号，而不受其他羟基的干扰。科学家们在高纬度地区发现了这种信号，其水平在百万分之100到400之间。根据NASA的新闻稿，这相当于在月球表面1平方米的土壤中分散12盎司的水。
令人惊讶的是，在阳光直射的地方竟然存在固态水。根据夏威夷大学马诺阿分校行星科学家KathyHoneyboll与人合着的期刊《自然天文学》上的一篇新论文，水可能被包裹在散落在月球表面的玻璃碎片中，或者被困在阻挡太阳的陷阱中.光出现在尘埃颗粒之间。
得克萨斯州达拉斯市行星科学研究所研究员马修·西格勒在一封电子邮件中表示，这是对月球表面水分子的首次“全面”观测，而此前观测到的3微米特征受到羟基氧化物的干扰。
虽然西格勒没有参与这项研究，但他写道：“太阳风中的质子撞击月球上的任何氧气，比如岩石中的氧气，都可以形成氢氧化物，但这种可能性较小。”所以它可以通过多种方式产生，它可能来自古老的月球火山，它可能来自小行星和彗星等撞击物体。展望未来的工作，西格勒希望利用来自SOFIA或6微米扫描仪的数据绘制月球表面水的完整范围。
事实上，团队的观测仅限于月球南半球阳光充足的克拉维斯陨石坑。未来的观察将旨在确定其他阳光充足的地方是否有类似的水浓度。一旦观测完成，美国宇航局计划制作一张水文图，显示月球上水的相对丰度。
这些水分子仿佛被玻璃包裹着，没有自由散落在月球表面，因此可以广泛分布在极地以外地方，”西格勒解释道。“自由水分子只能在低于110开尔文（-163摄氏度/-261华氏度）的环境中长期存在，只有低温陷阱才能满足这个条件。”
在今天的新闻发布会上，美国宇航局总部人类探索与行动任务部首席探索科学家雅各布布莱德表示，科学家们需要确定这种固态水的稳定性，以及其中流失了多少随着时间的推移退役的空间。美国宇航局华盛顿总部天体物理学部主任保罗赫兹加入了讨论，称这一发现“引发了关于月球表面固体水是如何产生和持续存在的问题。”科学家们想知道宇航员如何接触这种固体水，它如何影响月球尘埃的化学成分，以及它是否会影响钻井平台等设备。
除了有可能被玻璃包裹或被灰尘保护之外，固体水还可能散布在月球的各种阴影中。在《自然天文学》的第二篇论文中，科罗拉多大学博尔德分校的研究人员在PaulHayne的领导下报告说，月球上的阴影区域比我们想象的更常见。这些被称为冷阱的地方永远处于黑暗中，有可能长期保存固体水。
