月表水的來源與空間分布特征，是揭示月球形成與演化歷史的關(guān)鍵線索，也為月球資源利用的可行性研究奠定基礎(chǔ)，具有重要的科學(xué)價(jià)值與應(yīng)用意義。嫦娥五號、嫦娥六號帶回的月壤為系統(tǒng)評估從低緯度到中緯度地區(qū)水的空間分布與含量，探索正面與背面的水分布和來源差異，創(chuàng)造了前所未有的研究條件。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、上海技術(shù)物理研究所、地球化學(xué)研究所等，針對采集自月球背面中緯度區(qū)域的嫦娥六號月壤，開展紅外光譜測量、氫含量和同位素組成深度剖面分析等多維度研究，確定其水含量和來源，揭示出月球太陽風(fēng)來源水的空間分布主要受控于緯度和月壤成熟度。
團(tuán)隊(duì)對嫦娥六號月壤進(jìn)行了光譜測量，利用納米離子探針對20多個(gè)顆粒開展了高空間分辨的氫含量和氫同位素分析。結(jié)果顯示，月壤樣品光譜在約2.8μm處呈現(xiàn)顯著的OH/H2O吸收特征，據(jù)此計(jì)算的水含量為183±34ppm。納米離子探針測量顯示，該月壤具有非常低的氫同位素組成，說明月球正背面的表層水絕大部分來自于太陽風(fēng)的貢獻(xiàn)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步分析月壤顆粒的氫注入剖面發(fā)現(xiàn)，中緯度顆粒表層氫含量更高，揭示太陽風(fēng)注入在正面與背面月壤顆粒所產(chǎn)生的水含量分布具有緯度依賴性。
團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)嫦娥六號月壤整體的水含量顯著高于嫦娥五號。嫦娥六號月壤的近紅外光譜斜率更陡，且玻璃質(zhì)物質(zhì)與亞微觀金屬鐵（Fe0）的含量更高，表明其成熟度更高。由此可見，在排除緯度影響后，成熟度是調(diào)控月壤整體水含量的又一重要因素。結(jié)合玻璃相含水更高的特征，可推斷月球風(fēng)化層中的玻璃質(zhì)物質(zhì)可能是太陽風(fēng)來源水的主要宿主。
研究結(jié)果表明，緯度（溫度）和月壤成熟度是控制月球風(fēng)化層水含量的兩個(gè)主要因素。在高緯度地區(qū)高度成熟的月壤中，水含量可能更高。該研究結(jié)果為未來的月球資源原位利用提供了重要參考。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-地球科學(xué)》（Nature Geoscience）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會等的支持。
論文鏈接
嫦娥六號月壤樣品紅外光譜測試結(jié)果及單顆粒的氫同位素和水含量組成
不同緯度月壤顆粒表層水含量的深度剖面
本文鏈接：全月尺度月表水起源與空間分布研究取得進(jìn)展http://www.sq15.cn/show-12-2079-0.html
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