据中国科学院物理研究所消息，中国科学院物理研究所/北京凝(ning)聚(ju)态物理国家研究中心研究员陈小龙、副研究员金士锋、博士研究生郝木难等，联合北京科技大学副教授郭中楠、天津(jin)大学工程(cheng)师(shi)殷博昊、中国科学院青海盐湖(hu)研究所研究员马(ma)云麒、郑州大学工程(cheng)师(shi)邓丽君等，在(zai)嫦娥五号带回的(de)月球(qiu)样本中，发(fa)现了月球(qiu)上一种富(fu)含水分子和铵的(de)未知矿物晶(jing)体——ULM-1。这标志着(zhe)科学家首(shou)次在(zai)月壤中发(fa)现了分子水，揭示了水分子和铵在(zai)月球(qiu)上的(de)真(zhen)实存在(zai)形式(shi)。该研究成果近日在(zai)学术期刊《自然-天文学》（Nature Astronomy）在(zai)线发(fa)表。
富(fu)含水分子和铵的(de)未知矿物晶(jing)体——ULM-1和成分组成
月球(qiu)上是否存在(zai)水，对于月球(qiu)演(yan)化研究和资源开发(fa)至关重(zhong)要。对1969年至1972年采集的(de)阿(a)波罗样品的(de)研究表明，月壤中未发(fa)现任何含水矿物。此后，月球(qiu)不含水成为月球(qiu)科学的(de)基本假设，这对认识(shi)月球(qiu)火山(shan)演(yan)化、月地起源等问题产生了重(zhong)要影响。1994年，研究人员通过克莱门汀探测器(qi)对月球(qiu)两极进行观(guan)测，提出极区(qu)永久阴影区(qu)的(de)月壤中可能存在(zai)水冰。2009年，月船一号搭载的(de)月球(qiu)矿物绘图光谱仪发(fa)现，月球(qiu)表面存在(zai)太阳风导致的(de)羟基和/或水分子信号。同年，月球(qiu)观(guan)测和传感卫星以2.5公里/秒的(de)速度撞击了月球(qiu)永久阴影区(qu)，而对撞击尘埃的(de)遥感测量(liang)显示了水的(de)信号。近年来，遥感数据表明月球(qiu)光照区(qu)有水分子存在(zai)的(de)迹(ji)象(xiang)。针对当年采集的(de)阿(a)波罗月球(qiu)样品，科学家运用高(gao)灵敏度的(de)表征技术，在(zai)部分玻璃和矿物中发(fa)现了百万分之一量(liang)级的(de)“水”（H+、OH-或H2O），但没有水分子存在(zai)的(de)确凿证据。
嫦娥5号月壤照片
我国嫦娥5号采集的(de)月壤样品属于最年轻(qing)的(de)玄武(wu)岩，是迄今为止纬度最高(gao)的(de)月球(qiu)样品，为月球(qiu)水的(de)研究提供了新(xin)机遇。我国科研人员开展(zhan)的(de)这项研究基于单晶(jing)衍射和化学分析发(fa)现，这些月球(qiu)水和铵以一种成分为（NH4,K,Cs,Rb）MgCl3·6H2O的(de)水合矿物形式(shi)出现。该矿物分子式(shi)中含有多达六个结晶(jing)水，水分子在(zai)样品中的(de)质量(liang)比高(gao)达41%。红(hong)外光谱和拉曼光谱上均可以清(qing)晰地观(guan)察到源于水分子和铵的(de)特(te)征振动(dong)峰。晶(jing)体的(de)电荷密度可以清(qing)晰地看到水分子中的(de)氢。ULM-1的(de)晶(jing)体结构和组成与地球(qiu)上近年来发(fa)现的(de)一种稀有火山(shan)口矿物相(xiang)似。地球(qiu)上，该矿物是由热(re)玄武(wu)岩与富(fu)含水和氨(an)的(de)火山(shan)气体相(xiang)互作用形成。这为月球(qiu)上的(de)水和氨(an)的(de)来源提供了新(xin)线索。
月球(qiu)含水矿物晶(jing)体照片
为了确保这一发(fa)现的(de)准确性，该研究进行了严格的(de)化学和氯同位素分析。纳米二次离子质谱数据表明，该矿物的(de)Cl同位素组成和地球(qiu)矿物显著(zhu)不同，与月球(qiu)上的(de)矿物相(xiang)符(fu)。研究人员对该矿物化学成分和形成条件进行分析，进一步(bu)排除(chu)了地球(qiu)污染或火箭尾气作为这种水合物的(de)来源。该六水矿物的(de)存在(zai)为月球(qiu)火山(shan)气体的(de)组成给出了重(zhong)要的(de)约束。热(re)力学分析显示，当时月球(qiu)火山(shan)气体中水的(de)含量(liang)下限与目前地球(qiu)中最为干燥的(de)伦盖(gai)火山(shan)相(xiang)当。这揭示了复杂的(de)月球(qiu)火山(shan)脱气历(li)史，对探讨月球(qiu)的(de)演(yan)化过程(cheng)具有重(zhong)要意义。
这种水合矿物的(de)发(fa)现揭示了月球(qiu)上水分子可能存在(zai)的(de)一种形式(shi)——水合盐。与易挥发(fa)的(de)水冰不同，这种水合物在(zai)月球(qiu)高(gao)维度地区(qu)（嫦娥5号采样点）非常稳定。这意味着(zhe)，即使(shi)在(zai)广(guang)阔的(de)月球(qiu)阳光照射区(qu)，也可能存在(zai)这种稳定的(de)水合盐。这为未来月球(qiu)资源的(de)开发(fa)和利用提供了新(xin)的(de)可能性。
来源：央视新(xin)闻客户端
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