嫦娥五號(hào)月壤研究揭示月表中緯度高含量的太陽(yáng)風(fēng)成因水

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月表水的來(lái)源與分布一直是國(guó)際上爭(zhēng)論和研究的熱點(diǎn)問題。近年來(lái)，遙感光譜探測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，月表水（OH/H2O）的含量可能與緯度存在正相關(guān)，指示月表水是由太陽(yáng)風(fēng)發(fā)射的 H 離子高速注入月球表面形成的。針對(duì)月表水的含量、成因和空間分布這些重要科學(xué)問題，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心和地質(zhì)與地球物理研究所聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，對(duì)嫦娥五號(hào)月壤樣品開展實(shí)驗(yàn)研究。

聯(lián)合團(tuán)隊(duì)從兩份表取月壤中選取了 17 個(gè)顆粒，包括硅酸鹽礦物（橄欖石、輝石、長(zhǎng)石）和玻璃，利用納米離子探針 - 透射電鏡分析技術(shù)對(duì)月壤顆粒進(jìn)行了 H 含量和同位素分析以及微觀結(jié)構(gòu)研究。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號(hào)月壤顆粒的最表層（~100nm）具有很高的 H 含量（意味著具有很高的水含量）和極低的 D/H 同位素比值，證明其來(lái)自太陽(yáng)。根據(jù)測(cè)定的 H 含量以及月壤樣品的粒徑分布，估算的嫦娥五號(hào)著陸區(qū)太陽(yáng)風(fēng)來(lái)源水為 46ppm，與遙感結(jié)果一致。

科研團(tuán)隊(duì)選取了其中一部分特征顆粒在 180 ℃烘箱中加熱了 28 小時(shí)，然后再用納米離子探針分析。加熱分析結(jié)果顯示，太陽(yáng)風(fēng)注入的 H 在顆粒表層可以穩(wěn)定保存。研究團(tuán)隊(duì)基于加熱實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，對(duì)不同溫度下月壤顆粒中 H 的保存開展了數(shù)值模擬，結(jié)果顯示太陽(yáng)風(fēng)成因水可在月表中、高緯度地區(qū)可以得到較好的保存。

基于嫦娥五號(hào)礦物和玻璃中發(fā)現(xiàn)的、具有不同形狀分布的 H 含量深度剖面結(jié)果，結(jié)合阿波羅已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了太陽(yáng)風(fēng) H 注入和加熱擴(kuò)散丟失的動(dòng)態(tài)平衡模型。該模型預(yù)測(cè)高緯度區(qū)域月壤顆粒表層含有很高的太陽(yáng)風(fēng)成因水。同時(shí)，基于該模擬結(jié)果，估算出的高緯月表水含量與遙感結(jié)果類似。

（總臺(tái)央視記者 帥俊全）