此前研究認為，月球水來源有三種可能——太陽風氫離子注入、彗星或隕石撞擊引入和月球原生水。其中，太陽風氫離子注入是月表水的重要來源，但太陽風驅動月表水形成與分布的機制和演化過程，尤其是月表以下次表層水分布特征，缺乏直接觀測。
中國科學院國家天文臺研究員李春來和劉建軍團隊，聯合中國科學院上海技術物理研究所、美國夏威夷大學等的科研人員，利用嫦娥六號就位光譜探測數據，首次揭示了月表及次表層水含量和分布特征。
研究發現，嫦娥六號著陸區月表水含量約是嫦娥五號著陸區的兩倍，著陸器發動機羽流在下降過程中擾動月表以下毫米至厘米級深度的細粒風化層，使其在著陸區附近重新分布。次表層細粒風化層重新分布后，展現出獨特的溫度和水含量分布特征：著陸區數米范圍內，不同位置的溫差約30K，距著陸點近的區域溫度高水含量低，距著陸點遠的區域溫度低水含量高；次表層平均水含量為~76 ppm，低于月表水含量；月表水含量隨地方時的變化而變化，越接近中午水含量越低。這揭示了月表及次表層水含量與物質成分、粒徑大小、深度、地方時相關，強化了太陽風和撞擊翻耕作用在月表水的形成及演化過程中的重要作用，為月表水資源利用提供了新視角。
嫦娥六號在月面開展光譜探測過程中，研究團隊在著陸區由近及遠選取若干受著陸器羽流影響程度不同的區域，并在不同地方時對這些區域進行多次光譜探測。地面數據處理和水含量計算發現，嫦娥六號就位光譜數據存在如下現象：一是光譜可分為兩組，第一組在波長＞2μm光譜范圍內受到顯著的熱效應影響，表明該組月壤溫度較高，另一組沒有受到明顯的熱效應影響，表明該組月壤溫度較低，兩組月壤光譜溫度相差~30K；二是具有高溫且低水含量的月壤光譜分布在著陸器附近，而具有低溫且高水含量的月壤光譜分布在遠離著陸器的位置。在距著陸器＜5米的探測區域內，月表溫度為何有如此變化，以及水含量分布為何與溫度和距著陸器距離相關，尚不清楚。
為解釋上述現象，研究團隊提出了月面雙層水含量分布模型。由于月球無大氣，其表面細粒風化層具有很好的絕熱性，使月表以下的次表層存在明顯的熱梯度，即從表面至~1cm深度，月壤溫度下降~30k至50K。同時，細粒月壤較粗粒月壤具有更高的面積體積比，因而太陽風注入形成水的效率更高，使細粒月壤具有更高的水含量。著陸器在下降過程中，羽流侵蝕陸區最上層的細粒成熟月壤，向各個方向吹掃，并在著陸區形成中心侵蝕區和四周沉積區。隨著著陸器不斷下降，羽流繼續從更深的次表層吹出細粒月壤。
當著陸器距月表較高時，中心侵蝕區（區域I）被吹走的表層和次表層具有低溫且高水含量的細粒月壤，并沿月表低速移動，這些顆粒更多地沉積在距著陸點較近的下坡沉積區（區域II）。此時，沉積區熱的表層月壤與羽流吹掃過來較冷且高水含量的次表層細粒月壤混合，導致該沉積區具有低溫高水含量特點。當著陸器高度繼續降低時，羽流對侵蝕區釋放更多壓力，吹走侵蝕區相對更深和更冷的次表層細粒月壤，使它們更多地沉積在距著陸器更遠的下坡沉積區（區域III）。此時，該沉積區熱的表層月壤與侵蝕區吹過來的更深更冷的次表層細粒月壤混合，導致該沉積區相對中心侵蝕區具有更低的溫度和相對較高的水含量。值得注意的是，更遠沉積區域III的水含量低于較近的沉積區域II，表明月球次表層存在水，但低于最上層月表水含量。
這一研究建立了月表及次表層細粒風化層的雙層水含量分布模型，提出了月表及次表層的細粒風化層或是月球水資源利用的重要目標。
9月22日，相關研究成果在線發表在《自然-天文學》（Nature Astronomy）上。
嫦娥六號就位探測的地形特征和就位光譜數據獲取
嫦娥六號就位光譜數據反演的月表溫度和水含量分布特征
著陸器羽流在下降過程中暴露月表以下毫米至厘米級深度細粒風化層過程示意圖
本文鏈接：嫦娥六號就位光譜探測數據揭示月表及次表層水分布特征http://www.sq15.cn/show-12-1824-0.html
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