月球表面真有水冰嗎？月球勘測軌道飛行器又找到新證據

文：鄭娟娟nn

本文系網易新聞&網易號「各有態度」特色內容。

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月亮上到底有沒有水呢？

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五十多年前，科學家就認為，月球上的低洼地有可能儲存著水冰（water ice），但是證明這個假設是否正確卻是一件極其富有挑戰性的事。

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圖片版權：NASA

上世紀90年代末期，美國宇航局（NASA）探勘者號軌道飛行器（LunarnProspector orbiter，簡寫LPO）通過觀測，在月球的兩極附近發現了富氫的區域，但是，並不能確定這種氫元素到底是在水中結合還是以某些其他形式存在。

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圖片：LPO

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2009年，月球勘測軌道飛行器（LunarnReconnaissance Orbiter，簡寫LRO）開始繞月飛行，它的首要任務之一就是搞清楚月球極地的那些氫元素的性質。

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圖片:LRO

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最近，在《伊卡洛斯（Icarus）》雜誌發表了一篇新的論文，《Evidence for surface water ice in the lunar polar regions usingnreflectance measurements from the Lunar Orbiter Laser Altimeter and temperaturenmeasurements from the Diviner Lunar Radiometer Experiment》（使用月球軌道激光測高儀的反射測量和月球探測輻射計實驗的溫度測量發現月球極地區域存在水冰的證據），該論文的第一作者，美國布朗大學的研究生Elizabeth Fisher介紹說，「我們發現，月球南極附近最冷的區域，同時也是月球上最亮的區域，比我們期望的能夠單從土壤獲得的亮度還要亮——這可能預示著地面霜（surface frost）的存在。」

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圖片：月球的南極視圖顯示反射率和溫度數據表明地表水冰可能存在。　圖片版權：NASA

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這些冰霜似乎是一小塊一小塊的，並且很薄，有可能和表層土壤、塵埃、表岩屑（就是一些小岩石）混合在一起。研究人員說，「我們並沒有看見像冰凍的池塘或滑冰場那樣大片的冰，相反的，我們看見了地面霜的跡象。」

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「霜凍在靠近月球南極的冷阱（cold trap）中發現。」

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這些冷阱是月球上永久的黑暗區域，或是位於深坑的底部，或是沿著不受陽光直射那一側坑壁，這些地方的溫度極低，一直處於零下163攝氏度之下。

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在這種環境里，水冰可以持續數百萬年甚至數十億年的時間。

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Fisher等人比較了LRO上裝載的儀器測量的溫度讀數和來自月球軌道激光測高儀（LOLA）的亮度測量結果，發現了月球霜凍的證據。

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在這些比較中，南極附近最冷的區域，同時也非常明亮，表明存在冰或其他高反光物質。

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研究人員還觀察了最高表面溫度（peaknsurface temperatures），因為如果溫度超過關鍵閾值，水冰就不會保存下來。

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這個新的研究結果與2015年另一個團隊對LRO數據的分析保持了一致。

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也就是說，這兩個研究共同加強了月球南極附近的冷阱中存在霜凍的判斷。

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然而，到目前為止，研究人員還未在月球北極看到類似情況。

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另外一個問題就是，如果這些冷阱中的的確確、非常肯定存在水冰，那麼這些水冰的年紀又有多大呢？

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如果這些水冰是由含冰的彗星或小行星的撞擊帶來的，那麼它有可能和太陽系一樣古老。

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如果這些水冰是由太陽風驅動的化學反應所產生的，那麼它就會非常年輕。

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或者上面兩種可能性都兼而有之也不是不可能。

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「無論如何，現在都已經有足夠的證據來討論進一步的調查研究，」「月球上的冰也可以幫助我們了解地球上水的起源。」

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論文地址：

nnEvidence for surface water ice in the lunar polar regions using reflectance measurements from the Lunar Orbiter Laser Altimeter and temperature measurements from the Diviner Lunar Radiometer Experiment
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