嫦娥五号月壤研究揭示月表中纬度高含量的太阳风成因水

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月表水的来源与分布一直是国际上争论和研究的热点问题。近年来，遥感光谱探测数据发现，月表水（OH/H2O）的含量可能与纬度存在正相关，指示月表水是由太阳风发射的 H 离子高速注入月球表面形成的。针对月表水的含量、成因和空间分布这些重要科学问题，中国科学院国家空间科学中心和地质与地球物理研究所联合团队，对嫦娥五号月壤样品开展实验研究。

联合团队从两份表取月壤中选取了 17 个颗粒，包括硅酸盐矿物（橄榄石、辉石、长石）和玻璃，利用纳米离子探针 - 透射电镜分析技术对月壤颗粒进行了 H 含量和同位素分析以及微观结构研究。分析结果发现，嫦娥五号月壤颗粒的最表层（~100nm）具有很高的 H 含量（意味着具有很高的水含量）和极低的 D/H 同位素比值，证明其来自太阳。根据测定的 H 含量以及月壤样品的粒径分布，估算的嫦娥五号着陆区太阳风来源水为 46ppm，与遥感结果一致。

科研团队选取了其中一部分特征颗粒在 180 ℃烘箱中加热了 28 小时，然后再用纳米离子探针分析。加热分析结果显示，太阳风注入的 H 在颗粒表层可以稳定保存。研究团队基于加热实验分析结果，对不同温度下月壤颗粒中 H 的保存开展了数值模拟，结果显示太阳风成因水可在月表中、高纬度地区可以得到较好的保存。

基于嫦娥五号矿物和玻璃中发现的、具有不同形状分布的 H 含量深度剖面结果，结合阿波罗已有的实验数据，联合团队构建了太阳风 H 注入和加热扩散丢失的动态平衡模型。该模型预测高纬度区域月壤颗粒表层含有很高的太阳风成因水。同时，基于该模拟结果，估算出的高纬月表水含量与遥感结果类似。

（总台央视记者 帅俊全）