《科学》：月球含水量或被高估 撞 水少

顾汉现

作者：J. W. Boyce 来源：《科学》

发布时间：2014-4-4 10:09:00

月球含水量或被高估



    图为一片磨光的月球岩石薄片内部图。磷灰石中含钙量很高，由图中明亮的粉色和红色表示，周围矿物含钙量较低，显示为蓝色和黑色。从中心到边缘则划分了晶体中的不同含水区，这表明出现了磷灰石分馏，这是高含水量的月球磷灰石受其他干燥地方影响而造成的反应效果。

一个来自美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）地球、行星与空间科学学院的研究小组最近称，那些研究磷灰石矿的科学家可能高估了月球的含水量。相关论文14-3月20日发表在《科学》杂志网站上。

据物理学家组织网4月2日报道，UCLA文理学院助理副教授博伊斯和同事建了一个计算机模型，能精确预测在早期月球历史中，磷灰石是怎样在月球岩浆冷却过程中逐渐结晶的。根据他们的模拟显示，在许多月球岩石样本中发现的是不同寻常的富氢磷灰石，而这种富氢磷灰石或许无法像人们原来期望的那样，在一个富含水分的环境中形成。此发现也推翻了一个长期以来的假设：磷灰石中的氢是代表整个月球水分含量的良好指标。

博伊斯认为，月球磷灰石含水量高的结论源于其结晶过程特殊，而不是因为一个富含水分的环境。当熔岩冷却开始析出水分时，会与氢原子结合形成磷灰石晶体结构。但只有当氟和氯差不多消耗殆尽时，磷灰石才会选择与氢结合，将氢吸入新形成的结晶矿物中，已不能精确反应岩浆中的最初含水量。

理解月球磷灰石的故事具有重要意义，甚至比确定月球岩石和土壤中曾有过多少水更加重要。根据目前主流的月球最初形成理论，氢和其他不稳定元素根本不该出现在月球岩石中。按照科学家提出的月球形成理论，40亿年前，一次剧烈冲击将地球撕下了很大一块。如果这种剧烈冲击模型正确，月球应该处于一种完全融化的状态，更轻的元素（如氢）从液体下面泛着泡泡，逃逸到空中去。由于氢是水的关键成分，这种“剧烈冲击”形成月球会很快变干。

大部分月球样本事实上确实非常干，而且失去了更轻的元素。然而所有的月球样本中都发现有富氢磷灰石晶体，这又是个矛盾。不管怎样，虽然月球诞生之初轰轰烈烈，水分及其他不稳定元素还是可能保留下来，或许只是不像磷灰石最初暗示的那么多。

“40年来我们相信月球很干燥，现在有证据表明，老的干燥月球模型并不完美，”博伊斯说，“但在我们确定月球岩石也像地球岩石那么湿润之前，还需要谨慎，仔细审查每一项证据。”(常丽君)

http://www.sciencemag.org/conten ... 3-ad63-3bec9e9e5387