中國月球照片與美國阿波羅照片的最大區(qū)別，不是有沒有人，而是有沒有灰。

阿波羅照片上的月球總是灰撲撲的，像是走進了一家水泥廠。而嫦娥的月球照片上，地面似乎有點“板結(jié)”，土壤被扒開時顯現(xiàn)清晰的邊界，不膨松，有潮濕的感覺。

難道月球表面也有水？

答案是否定的。月球表面沒有水，這是半個世紀以來科學界的共識。嫦娥五號采樣器翻開月壤“潮濕”的印跡應(yīng)該是陽光折射的光影效果。

阿波羅月球照片看起來有許多灰

月球表面發(fā)現(xiàn)水

然而中國科研團隊在對嫦娥月球樣品進行研究后，發(fā)現(xiàn)礦物表面存在大量“太陽風成因水”，其水含量至少為170ppm。這是科學家第一次拿到月球表面含水的直接證據(jù)，并且水的含量出乎預(yù)料的多。

ppm是計量學單位，1ppm指“百萬分之一”，170ppm表示在1噸（100萬克）月壤中含有170克水。

礦物水含量和氫同位素比值

一直以來，月球都被認為極其干燥，因為所有的水都被太陽“曬干”了。月球表面白天的溫度超過120 ，大氣壓為0，即便你在月球上潑一盆水，它也會迅速蒸發(fā)成水蒸氣，水分子被強烈的太陽射線分解成氫原子和氧原子，再被太陽風吹拂到太空中去，最后一滴都不會剩下。

月球表面水會蒸發(fā)分解后消失

阿波羅計劃月球樣本遭到污染

在1968至1972年間，美國通過阿波羅登月計劃先后6次把12名宇航員送上月球，這些宇航員總共從月球表面取回超過380公斤的巖石和土壤標本。美國科學家通過對這些樣本進行分析后說月球表面并不是一點水都沒有，它多多少少還是有些水分子。但這個結(jié)果很快就被推翻——因為這些帶回來的標本都被污染了。

最開始的時候，研究人員在實驗室徒手拿著月巖進行觀察，也不戴口罩，空氣中的大量物質(zhì)附著在月巖表面，導(dǎo)致分析結(jié)果出現(xiàn)偏差，甚至鬧出過“月球有細菌”的笑話。

阿波羅月球樣本受到污染

直到后期，阿波羅團隊才設(shè)法更嚴格地隔離月球樣本。但由于飛船從返回、開艙再到樣本取出都是在海面和軍艦上進行，當時的條件很難做到完全密封，地球的空氣還是可以接觸到月巖和月壤。

我們在日常生活中都有這樣的經(jīng)驗：水是無孔不入的，哪怕你很小心地保管食材，過些日子它還是受潮了。海平面的空氣中大約含有1%的水，海洋表面的空氣濕度更大，幾乎所有阿波羅飛船帶回的樣品都受到影響，因此五十年以來NASA所有關(guān)于月巖表面氣體和水的研究結(jié)論都被打上問號。

阿波羅飛船都在海面回收和開艙

蘇聯(lián)科學家1978年發(fā)表論文說，他們在“月球24號”探測器采集的月球地下巖石樣本中發(fā)現(xiàn)水的含量高達0.1%，并且確認樣本被保護得很好，沒有受到污染。由于這個數(shù)值實在“離譜”，西方許多人表示不相信。

科學家通過間接的辦法找水

水被認為與生命的形成直接相關(guān)，有水才有產(chǎn)生生命的基礎(chǔ)。地球上的水從哪里來？月球上什么地方可能還有水？未來的太空基地和星際旅行能不能直接從月球取水？既然直接證據(jù)不靠譜，科學家就只能通過間接手段在月球表面找水。

印度飛船上的美國設(shè)備發(fā)現(xiàn)月球有水

2008年，印度“月船一號”探測器發(fā)射升空，美國宇航局在這個探測器上安裝了一臺“月球礦物學測繪儀”和一個月球撞擊器，通過分析月球反射光譜來探測月表礦物屬性。

許多人會開玩笑說，水就是“氫氧化氫”，因為水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成，通常寫成H2O，它也可以寫成H-OH，（-OH）在化學里被稱作“羥基”，它有獨特的光譜特征，科學家經(jīng)常通過觀察羥基的光譜來判斷水的存在。

“月船一號”在月球許多地方發(fā)現(xiàn)了羥基，特別是在月亮南北兩極的撞擊坑里，水的信號尤其強烈。

月球南北兩極探測到大量水冰

不只是“月船一號”，實際上包括嫦娥繞月探測器在內(nèi)的許多探測器，以及在地球飛行的“平流層紅外天文臺（SOFIA）”都探測到月球表面水的信號。2020年10月26日美國宇航局確認月亮被陽光照射的表面也有水，但我們就是沒有直接證據(jù)證明它有水、有多少水，水從哪里來以及水的形態(tài)。

中國月壤研究后來居上

2022年3月，NASA開發(fā)了一臺新設(shè)備，用來“打開一個月球新樣本”，據(jù)稱這是由阿波羅17號宇航員采集的，與之前的樣本不同，它被密封在兩個金屬真空容器里達50年之久，保持了月球表面的狀態(tài)，沒有受到地球空氣污染。

美國到2022年才想辦法打開了密封樣本

NASA科學家認為阿波羅17號新樣本里邊可能含有月球表面的氣體，還可能有水和二氧化碳，但在分析結(jié)果公布前我們并不知道具體有什么。

嫦娥五號從月球取樣比阿波羅計劃晚了近50年，得益于新技術(shù)的運用和更加周密的計劃，使中國科學家能更早地獲得月表水含量的直接證據(jù)。

中科院地球化學研究所科研團隊對嫦娥五號月壤樣本開展了深入細致的研究，發(fā)現(xiàn)月壤礦物表層中含有大量羥基物質(zhì)，證實月表礦物是水的重要“儲存庫”。這些水大多富集在月壤的表層，170ppm的數(shù)值遠高于月球內(nèi)部水的含量，因此科學家認為月表水其實來自太陽。

嫦娥五號月壤礦物表面發(fā)現(xiàn)水

月球表面水來自太陽

太陽是一顆巨大的氫氣恒星，在太陽大氣層里，有許多氫原子在極高的溫度下被電離成質(zhì)子和電子，這些質(zhì)子和電子被太陽磁場拋向太空，形成太陽風。

太陽風會被地球磁場偏轉(zhuǎn)，它到不了地面。月球沒有磁場，所以太陽風的質(zhì)子會高速撞擊月球表面。質(zhì)子是氫的原子核，一些質(zhì)子速度非?？?，它們有足夠的能量破壞月壤表面氧化物的共價鍵，并與氧結(jié)合形成羥基，這就是月球表面水形成的原因。

太陽風高能量質(zhì)子轟擊月面產(chǎn)生水

需要注意的是，月表水的“多”僅僅是相對于月球深層而言。即便是地球上最干燥的沙漠，其表面沙子的含水量也接近1%，下方的濕沙層含水更多，你在沙漠里挖1噸沙能分離出十幾公斤水，比月表170ppm高出好幾個數(shù)量級。

另外有一點，“含水”并非指游離態(tài)的水分子而是含有羥基，這有點類似于地球上的“水合物”。比方說我們熟知的和田玉，它的化學成分為Ca2(Mg,Fe2+)5[Si8O22](OH)2，因為含有2個羥基，從某種角度上講和田玉也含“水”，只是這里的水不能被生物直接利用。所以想在月球上種菜的朋友還是需要再等一等。

我們的科學家在月壤里找到了水，還有科學家堅持說月球很干燥，沒有水，其實他們都沒有錯。

#嫦娥五號月壤礦物中發(fā)現(xiàn)高含量的水#

參考資料與圖片來源：

央視新聞：“我國科學家發(fā)現(xiàn)嫦娥五號月壤礦物中存在高含量的水”

美國公共廣播電臺：“NASA剛剛打開了一個50年前從月球上采集的真空密封樣本”

SPACE.com：“這是官方的——在月球上發(fā)現(xiàn)了水”

NASA：阿波羅計劃

維基百科：月球水，地球大氣，羥基，太陽風