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終於實錘!中國宣布重大發現:揭秘美國月壤為何沒有水的真相

2024-08-24科學

誰說月球上不存在水呢?中國科研人員的最新研究成果,令全球為之驚訝!

嫦娥五號帶回來的1731克月球土壤樣本中,意外地第一次發現了水分子的存在。

這是人類在過去五十多年對月球理解的一個重要進展,也是中國探月工程的標誌性成就。為什麽美蘇當年帶回來的幾百公斤月壤都沒發現水,而我們只用了不到兩公斤就找到了呢?背後到底隱藏著怎樣的奧秘呢?

月球上的「水」並不是你想象中的那樣。要弄清楚這個問題,我們首先需要了解月球上的「水」究竟是什麽情況。不要認為月球上的水和地球上的水一樣,可以潺潺流動。

遊離水:指的是我們最常見的一種,可以自由流動的水體,涵蓋液態水、水蒸氣及冰的狀態。結晶水:水分子被「束縛」在其它化合物中,構成獨特的晶體結構,盡管整體上無法流動,但水分子依然是完整存在的。結構水:水分子已被分解,留下了一個氫原子和一個氧原子(羥基),相當於水分子被「分裂」後的遺留物。

此次,中國的科學家們發現了第二種「結晶水」。它被封存於一種新發現的礦物晶體中,分子式復雜得如同古老的文字:(Np)MgCl3·6pO。雖然聽上去很專業,但實質上就是水分子被「釘選」在銨根、氯和鎂的化合物中,類似於被混凝土包裹的鋼筋。

月球探索史上的「水」之謎隨之而來,問題是,為什麽美國的阿波羅計劃帶回了382公斤的月球土壤,蘇聯也收集了321克,卻沒有找到水,而我們只用1731克就解決了這個問題呢?

這其中有兩個主要因素,一是「手段」不夠好,二是「運氣」差。

"工具"不合適:傳統儀器無法測量"納米級"的水,主要是由於檢測技術的局限。五十年前的技術,就如同用老舊手機連線5G網絡,完全不夠用。

設想一下,如果你用一把巨大的勺子去舀取一小滴水,這是否可行?月球上的水分含量比撒哈拉沙漠少了兩個數量級,采用當時的技術根本無法檢測到。

1970年代的研究人員采用了化學燃燒和紅外線探測技術,只有在水含量超過1000ppm時才能進行測量。而月球表層的水分含量僅有可憐的10ppm,這可不是大海撈針,而是如同在大海中尋找原子一樣!

"運氣不好"的原因之一是樣本數量不足,而"高水平"的另一個原因是樣本選取的問題。月球表面的組成並不一致,就像地球上有森林、沙漠和冰川一樣,月球上的"水"的分布也存在不均勻現象。

當年美蘇登月的爭奪,就像是在沙漠中尋找水源。我們嫦娥五號所選的地點,簡直可以稱為月球上的「黃金通道」!

嫦娥五號的著陸位置經過精心挑選,位於月球最近一次火山噴發的遺址。這就像在地球上特意去火山口尋找礦泉水,成功的可能性顯然會大大增加。

科技創新:納米級的"顯微鏡"我們是如何做到的呢?答案是:技術革新!

我們用了一個高科技"顯微鏡",叫做"納米離子探針技術"(Nano SIMS)。 這玩意兒厲害了,能檢測到幾十納米的材料成分,相當於用顯微鏡去看細菌的"汗毛"!

這項技術的研發始於1998年,並於2008年首次套用於礦物分析。透過這個「超級顯微鏡」,我們不僅能夠觀察到月球土壤中的水分,還可以辨別水的種類。

借助這項新技術,科學家們對以往的月球樣本進行了重新評估。結果揭示,月球實際上早已存在水分,只是我們之前對此視而不見。

2008年,美國的研究人員利用這項新技術對阿波羅樣本進行了分析,最終確認了結構水(羥基)的存在。在2022年,中國科學院的研究人員再次對美國贈予的1克阿波羅樣本進行了分析,亦確認了水的存在。

未來展望:嫦娥七號的使命未來我們還能發現更多關於月球水的秘密嗎?答案是毫無疑問的!

在2026年,嫦娥七號將駛向月球南極,那裏可能會有持續的陰影區域,有望找到遊離水(冰)。如果真的能發現,那將是人類在探索宇宙方面的一個重大進展!

從探究他國的月球土壤,到如今引領人類對月球的新發現,中國的探月之旅雖然歷程曲折,卻也輝煌耀眼。這不僅是技術的發展,也是國家實力的展現。

面對這樣的科技進步,我們還有什麽理由不為祖國感到驕傲呢?與其糾結於毫無意義的爭論,不如共同欣賞祖國的發展,討論其中的科技奇跡。畢竟,月球上每一份水資源,都蘊含著中國科研人員的智慧與辛勤付出。

讓我們期待未來的50年,中國將在探索月球的旅程中帶來怎樣的奇跡!