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月球上怎么会有冰?


参考消息网8月21日报道 据澳大利亚“对话”网站8月5日报道,我们有幸生活在一个水世界里。地球表面70%以上被水覆盖。

地球距离太阳约9400万英里(约1.521亿千米),处在宜居带内。地球在太阳系所处的位置使得其温度正好适合水以液体的形式存在于海洋和河流中,并在南北两极以冰的形式存在。

地球还有一个厚度超过6000英里(约9656千米)的大气层,里面充满供我们呼吸的氧气。这个大气层连同地球中心的一块巨大磁体,有助于保护我们免受太阳的有害辐射,主要是太阳风和宇宙射线。

但月球几乎不像是一个水世界,甚至不像是一个有几个水坑的地方。它的内部磁体已经破损,大气层非常稀薄,几乎是真空。没有云,也没有雨雪,只是一片漆黑的天空,表面被太阳炙烤着。月球的温度白天高达273华氏度(134摄氏度),晚上低至零下243华氏度(零下153摄氏度)。

不过,我们可以肯定地说:是的,月球上有水。

有朝一日,宇航员或许可以让月球上的水变得可饮用。

在很长一段时间里,天文学家和其他科学家认为月球上不太可能有水。毕竟,参加阿波罗计划的宇航员从月球带回许多岩石样本,它们都是干燥的,没有检测到水。

但最近航天器的探访表明,那里有一些水。2009年美国国家航空航天局将月球陨石坑观察与传感卫星(LCROSS)撞向月球表面的卡贝乌斯陨石坑。当撞击发生时,喷射出了水冰。

这向科学家证实,陨石坑底部存在水冰。但是,要确定那里有多少水很困难。月球上约有1万个陨石坑,它们基本都是大洞,里面的区域被遮蔽,太阳永远无法照射到这些区域。这些区域真的很冷,远低于零下300华氏度(零下184摄氏度)。一旦这些冰冻的水分子被困在陨石坑中,它们就会永远待在那里,除非一些热量或能量将其释放出来。它们不大可能自然蒸发或升华为蒸气——那里太冷了。

但这并不意味着水只储存在陨石坑中。2023年科学家利用平流层红外天文台(SOFIA)在月球表面没有陨石坑那么冷的区域寻找水。他们发现了水——不是在土壤上,而很可能是在土壤颗粒里。

目前还没有人知道月球上有多少水和深在何处。但有一件事是肯定的:月球上的水比科学家们最初想象的要多得多。

对生活在月球殖民地的宇航员来说,水将是一项关键需求。

月球上的水是怎么来的?目前还没有人确定,但有一些理论。

亿万年以前,彗星——基本上是冰冻的、肮脏的雪球——撞向地球,留下了彗星的水。地球上的海洋就是这样形成的;也许这也是月球上一些水的来源。

还有一些科学家认为,月球上的古代火山在数十亿年前喷发时释放出水蒸气。最终,这些水蒸气以霜的形式降落到月球表面。随着时间的推移,霜层不断积累,尤其是在两极;其中大部分可能以冰的形式进入了月球的陨石坑。

水很重。用宇宙飞船往月球上送水的成本很高。因此,宇航员想办法利用月球上已有的水是更有意义的做法。

但月球水不能直接饮用;它里面可能混有月壤,可能还有其他分子。生活在月球殖民地的宇航员需要净化他们收集的任何水。这是一个棘手的过程,需要付出相当大的努力。

他们计划像19世纪淘金热期间人们寻找地下黄金一样,钻井找水。这个类比不错——月球上的水最终可能比地球上的黄金更有价值。

而且不仅仅是为了饮用。水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,可以分解。这是一种双赢:宇航员可以把氢用作火箭燃料,氧用作可吸入的空气。以太阳为动力源,水分解大概是可行的。

重返月球并建立永久性基地是巨大的承诺,需要几十年的努力、数十亿美元的资金、许多国家的合作和许多尚未研发出的新技术。但是,随着世界进入这一引人注目的太空探索新篇章,开拓者们冒着破坏或污染一个已经存在数十亿年的独特环境的风险——许多科学家感觉责任重大,不能重蹈我们如今在地球上学到的痛苦教训。(编译/王海昉)