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终于实锤!我国宣布重大发现:揭秘美国月壤为何没有水的真相

2024-08-24科学

谁说月球上不存在水呢?中国科研人员的最新研究成果,令全球为之惊讶!

嫦娥五号带回来的1731克月球土壤样本中,意外地第一次发现了水分子的存在。

这是人类在过去五十多年对月球理解的一个重要进展,也是中国探月工程的标志性成就。为什么美苏当年带回来的几百公斤月壤都没发现水,而我们只用了不到两公斤就找到了呢?背后到底隐藏着怎样的奥秘呢?

月球上的「水」并不是你想象中的那样。要弄清楚这个问题,我们首先需要了解月球上的「水」究竟是什么情况。不要认为月球上的水和地球上的水一样,可以潺潺流动。

游离水:指的是我们最常见的一种,可以自由流动的水体,涵盖液态水、水蒸气及冰的状态。结晶水:水分子被「束缚」在其它化合物中,构成独特的晶体结构,尽管整体上无法流动,但水分子依然是完整存在的。结构水:水分子已被分解,留下了一个氢原子和一个氧原子(羟基),相当于水分子被「分裂」后的遗留物。

此次,中国的科学家们发现了第二种「结晶水」。它被封存于一种新发现的矿物晶体中,分子式复杂得如同古老的文字:(Np)MgCl3·6pO。虽然听上去很专业,但实质上就是水分子被「锁定」在铵根、氯和镁的化合物中,类似于被混凝土包裹的钢筋。

月球探索史上的「水」之谜随之而来,问题是,为什么美国的阿波罗计划带回了382公斤的月球土壤,苏联也收集了321克,却没有找到水,而我们只用1731克就解决了这个问题呢?

这其中有两个主要因素,一是「手段」不够好,二是「运气」差。

"工具"不合适:传统仪器无法测量"纳米级"的水,主要是由于检测技术的局限。五十年前的技术,就如同用老旧手机连接5G网络,完全不够用。

设想一下,如果你用一把巨大的勺子去舀取一小滴水,这是否可行?月球上的水分含量比撒哈拉沙漠少了两个数量级,采用当时的技术根本无法检测到。

1970年代的研究人员采用了化学燃烧和红外线探测技术,只有在水含量超过1000ppm时才能进行测量。而月球表层的水分含量仅有可怜的10ppm,这可不是大海捞针,而是如同在大海中寻找原子一样!

"运气不好"的原因之一是样本数量不足,而"高水平"的另一个原因是样本选取的问题。月球表面的组成并不一致,就像地球上有森林、沙漠和冰川一样,月球上的"水"的分布也存在不均匀现象。

当年美苏登月的争夺,就像是在沙漠中寻找水源。我们嫦娥五号所选的地点,简直可以称为月球上的「黄金通道」!

嫦娥五号的着陆位置经过精心挑选,位于月球最近一次火山喷发的遗址。这就像在地球上特意去火山口寻找矿泉水,成功的可能性显然会大大增加。

科技创新:纳米级的"显微镜"我们是如何做到的呢?答案是:技术革新!

我们用了一个高科技"显微镜",叫做"纳米离子探针技术"(Nano SIMS)。 这玩意儿厉害了,能检测到几十纳米的材料成分,相当于用显微镜去看细菌的"汗毛"!

这项技术的研发始于1998年,并于2008年首次应用于矿物分析。通过这个「超级显微镜」,我们不仅能够观察到月球土壤中的水分,还可以辨别水的种类。

借助这项新技术,科学家们对以往的月球样本进行了重新评估。结果揭示,月球实际上早已存在水分,只是我们之前对此视而不见。

2008年,美国的研究人员利用这项新技术对阿波罗样本进行了分析,最终确认了结构水(羟基)的存在。在2022年,中国科学院的研究人员再次对美国赠予的1克阿波罗样本进行了分析,亦确认了水的存在。

未来展望:嫦娥七号的使命未来我们还能发现更多关于月球水的秘密吗?答案是毫无疑问的!

在2026年,嫦娥七号将驶向月球南极,那里可能会有持续的阴影区域,有望找到游离水(冰)。如果真的能发现,那将是人类在探索宇宙方面的一个重大进展!

从探究他国的月球土壤,到如今引领人类对月球的新发现,中国的探月之旅虽然历程曲折,却也辉煌耀眼。这不仅是技术的发展,也是国家实力的展现。

面对这样的科技进步,我们还有什么理由不为祖国感到骄傲呢?与其纠结于毫无意义的争论,不如共同欣赏祖国的发展,讨论其中的科技奇迹。毕竟,月球上每一份水资源,都蕴含着中国科研人员的智慧与辛勤付出。

让我们期待未来的50年,中国将在探索月球的旅程中带来怎样的奇迹!