嫦娥五号月球岩石是什么(嫦娥五号重大发现)
2020年11月24日,我国嫦娥五号月球探测器发射升空,前往月球。12月1日,嫦娥五号着陆器顺利在月球表面最大的月海——风暴洋着陆,并在这里采集了月球岩石样本带回地表。
所谓的月海,其实就是月球表面一些比较低洼的地形。由于反射的阳光较少,在地面上看过去相对比较暗。风暴洋是最大的月海,面积达到了400万平方公里。
虽然名叫月海,但这些地形并不像地球上的海洋一样拥有着大量的水。不过,这也不是说这里一点水都没有。尽管没有流动着的液体,这里还是隐藏着其他形式的水。根据我国科学家对嫦娥五号岩石样本的研究,嫦娥五号着陆区域内,确实有着一些特殊的水。
实际上,这已经不是科学家们第一次在月球上发现水的痕迹了,相信大家也不是第一次听说月球上有水的消息了。早在上个世纪60~70年代美苏太空竞赛期间,苏联带回的月壤中就已经检测到水的痕迹了。
自此以后,人类不仅知道了月球上有水的存在,还通过越来越多的手段在更多的区域发现了不同形式的水。包括我国的嫦娥五号带回来的样本中,也早就被发现水了。你可能会问了:既然已经不是第一次发现水了,为何每一次都能引人关注呢?
答案很简单,因为水这种物质太过重要了,而且每次的发现也都有新的成果。虽然知道了月球上有水,但月球上到底有多少水、这些水是以怎样的形式存在以及它们是从何而来的这些问题,仍然是未解之谜,等待着天文学家去破解。
对于科学研究来说,这些问题牵扯着月球的演化之谜,科学家们可以借此了解月球在45亿年的岁月里经历了哪些变化,帮助我们理解岩石天体的各种性质。
对于航天事业来说,月球上的水是宝贵的资源,对于未来航天员登陆月球甚至是建造月球基地有着重要的意义。水本身是许多化学反应的重要反应物,也可以给航天员的生活提供必要的水资源。通过对水的电解,航天员还可以获得大量的氧气以供呼吸。因此,关于月球上的水的各种问题,一直是科学家们最好奇的事情。
也正因为这些问题如此复杂,才需要科学家们孜孜不倦地进行研究,一次次取得突破,最终破解谜题。
在中国科学院国家天文台李春来、刘建军研究员和上海技术物理研究所舒嵘研究员等领导之下,来自中科院地质地球所、物理所、西安光机所、地球化学所,北京空间飞行器总体设计部、北京航天飞行控制中心、北京空间机电研究所等单位的研究人员共同合作,并在6月15日将研究成果发表在了国际学术期刊《自然通讯》上。
根据对月球岩石样本的研究,我国科学家发现,嫦娥五号着陆的区域内,拥有着以羟基形式存在的水。
看到这里,有人可能要问一个问题了:什么是羟基?
我们知道,水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。而羟基则是由一个氧原子和一个氢原子形成的结构,化学上称为“官能团”,它的化学式是-OH。
而我们通常提到的水分子,都是由氢离子和氢氧根离子构成的。看起来,氢氧根离子也是包含了一个氢和一个氧,但在化学性质上,氢氧根离子和羟基并不是相同的。羟基如果想要形成水,需要的不是氢离子,而是氢原子。
这个发现并不算是意料之外,因为多年以前,就有科学家推测,月球上的水很可能广泛地以羟基的形式存在。在2018年的一期《自然地球科学》杂志上,美国宇航局的科学家就根据他们的月球探测任务提出了这个设想。
不过,提出设想是一方面,从科学实验方面证实又是另一方面。凭借着我国嫦娥五号月球探测器带回来的月球样本,我国科学家确定了嫦娥五号探测器着陆区域内水的分布特征和来源,为遥感探测数据中水的信号解译和估算提供了地面真值。
那么,这是否意味着月球上有大量的水呢?
很遗憾,并不是这样的。根据研究团队的分析,月球样本中羟基形式的水含量比较低,只有大约30ppm,也就是每吨月壤含有大约300克水。这个含水量别说和整个地球相比了,就算是地球上荒凉的沙漠,每吨沙子中也有几公斤到十几公斤的水。由此可见,月球上发现水只是让我们享受到了水资源含量不是0的欣喜,还不至于令人感到兴奋。
关于月球上水的来源,科学家们有不同的推测,有人认为是太阳风吹来的,有人认为是小天体撞击带来的,有人认为是月球岩石本身就携带了水。
根据我国科学家的分析,这些月球岩石样本中的水几乎没有外来撞击溅射物的,这部分可以忽略。也就是说,研究人员检测到的水就是来自于月球内部的原生水。
李春来介绍,我国在未来还会执行多次嫦娥探月任务,并且仍然会将水作为重点探测的对象,有望绘制一幅宏大的月球表面水分布地图。比如嫦娥七号任务,也将会在月球表面采集样本回来,它的目标也是月球的南极。
期待着我国的嫦娥探月任务能够取得更多重大发现!#嫦娥五号##月壤中明显含有羟基形式的水#
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