月球極地有水冰

在太陽系內，水似乎無處不在（擴展：太陽系水世界）。我們已經知道除地球以外，土衛二、木衛二、穀神星，甚至冥王星，都有極大的可能存在地下液態海洋或冰。那麼我們的好鄰居，月球呢？事實上，關於月球上有無水冰的爭論一直沒有停過，天文學家根據不同的探測器得出過不同的甚至是矛盾的結論。如今，關於月球上有沒有水冰的疑問或許有了定論。8月20日，一組科學家在《美國國家科學院學報》上發表論文，聲稱在月球南極發現了表面冰層的確鑿證據。

藍色表示月球水冰分布區域，左為南極地區，右為北極地區，灰色為月球表面，顏色越深表示溫度越低。（來源：NASA）

由夏威夷大學和布朗大學李帥領銜的一個研究團隊根據「月船」1號傳回的數據進行分析研究，發現在月球南北緯75°~90°範圍內發現了「數千個像素點的水冰特徵吸收線」，這意味著月球的南北兩極不同程度地存在水冰。衛星觀測數據顯示，南極地區含有水的面積明顯多於北極地區。「月船」1號是印度空間研究組織2008年10月發射的一顆探測器，總質量1.38噸，上面搭載了11台探月儀器，其中有一台名為月球礦物學繪圖儀（Moon Mineralogy Mapper），縮寫為M(3)，它的作用是通過光譜尋找月球上存在固態冰的證據。由於它不僅能夠觀測到冰的光學反射，還能直接測量到分子獨特的近紅外吸收光譜，因此它有能力區分液態水、氣態的蒸汽或固態的冰。月球沒有大氣，晝夜溫差巨大，白天溫度高達130℃，夜晚則可低至-180℃。但由於月球的自轉軸傾角非常小，因此在其南北兩極某些特殊地形中，比如撞擊坑的陰影處，確實有可能終日不見陽光，那裡的溫度始終保持在-157℃（-250℉）左右，所以水冰有可能得以保存。

一座小型撞擊坑中的水冰分布（近紅外）（來源： ISRO/NASA/JPL-Caltech/USGS/Brown Univ.）

月亮上也有水，這對地球人來說是件很重要的事情，對未來人類建設月球基地，開展其他各項航天活動極為有利。月球上有很多可為我所用的資源，尤其是氦-3這種理想的可控核聚變原料，對全人類來說至關重要。但是想要開採月球礦產資源，就必須先建設月球基地。另外，月球是離我們最近的自然天體，重力加速度只有地球的1/6，如果從月球上發射航天器，發射成本就會大大減少，有效載荷重量也會顯著提高。所以月球是人類進行行星際探測甚至星際探測非常理想的跳板，但是這同樣需要建設月面發射基地。不管是哪一項偉大的任務，不可能完全由機器完成，少不了人的參與。所以，不難理解，如果月球上有水的話，顯然會少很多麻煩。

開採月球撞擊坑中水冰的科學想像畫（來源：School of Mines/Dreyer, Williams, Sowers）

不過，別高興太早，目前的觀測數據顯示，只有3.5%的冷阱（只無大氣的行星表面溫度低到能夠鎖住揮發物的區域）表現出含水的特徵，光譜模型也顯示大部分地方的冰與其他乾燥的風化層混雜在一起，而它們的厚度不超過數毫米。就目前看來，恐怕這些水冰很難有什麼實用價值。

目前，天文學家還不知道這些水冰來自何方，是在月球形成時留下並經太陽風驅動的化學反應所製造的？還是由彗星或小行星帶來的？與月球過去的地質活動有無關聯？這些問題的答案也將關係到月球的身世，以及地球水的來源。毫無疑問，在今後幾十年里，人類的目光又將重新聚焦在我們的近鄰身上，重新出發，去挖掘有關地球、月球以及太陽系新的認知。

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