“#嫦娥五号#”让#月球#有水“实锤” ,但水的来源依旧存争议

近日,中科院地质地球所行星科学团队在《科学进展》上发表论文,研究结果显示嫦娥五号探测器发现月壤、月岩中存在微量水,这是人类月球原位探测的重大发现,也让月球上是否有水的争议尘埃落定。那么,月球上的水来自哪里?是否可以为人类所用呢?

嫦娥五号采样区背景图和水含量
月球是否有水争论多年

月球是距离地球最近的大型天体,古时候人类对月球有着美好的想象,编织出如梦似幻的神话故事。然而,天文学家早就发现月球是一个没有大气,遍布陨石坑的“死星”。尽管如此,1952年氘的发现者、美国化学家哈罗德·尤里提出了月球上的永久阴影区可能存在水或类似的挥发性物质。

虽然当时人类没有能力探测和验证这一推测,但上世纪60~70年代的美苏探月和登月竞赛,为月球找水提供了可能。1969年,阿波罗11号载人飞船首次登月成功,但无论是月面仪器还是航天员带回的样品,都没有发现月球有水的证据。一时间,月球是干燥无水的星球成为共识。

美国航天员在月球上展示国旗
这一时期,苏联通过“月球16号”“月球20号”和“月球24号”3次成功的取样返回探测任务,采回了约300克月壤月岩样品。苏联科研人员通过分析月壤样品发现,月壤中存在微量的水。

事实上,“阿波罗”任务取回的样品也有类似发现,但美苏检测到月壤中水的含量都很低,更重要的是,都无法排除月壤返回地面后接触水蒸气的可能性,也就导致不能肯定地宣布月球上有水存在。

“阿波罗”载人登月任务中取回的月球岩石样本
随着遥感技术的进步,以及上世纪90年代月球探测的回潮,月球找水进入新阶段。1994年,美国科研人员通过克莱门汀探测器的雷达对月球两极进行了探测,发现疑似冰存在的证据。1998年,美国“月球勘探者号”通过伽马射线仪和中子频谱仪,探测到月球极区富含氢元素,为水的存在提供了旁证。

随后,各国加大探测力度,美国月球勘测轨道飞行器用更灵敏的种子探测器和莱曼-α探测器,在月球南极环形山中探测到水和羟基信号。印度“月船一号”上的M3探测器也在月球极区发现了羟基信号。2009年,美国使用LCROSS探测器撞击月球,携带的红外和紫外分光计发现了水和羟基信号。然而,3微米的红外波段不能区分水和羟基,无法作为不可辩驳的证据。

实际上,月球上的水不止存在于永久阴影区。2020年,美国宇航局宣布,SOFIA在2018年8月的飞行观测中,发现月球南部克拉维乌斯环形山附近有6毫米红外辐射。SOFIA是一个携带2.5米望远镜的波音747飞机,而6毫米红外光是水分子受热振动产生的,这个发现证明月球表面存在水分子而不仅是羟基。

SOFIA平台发现月球存在水分子
SOFIA发现克拉维乌斯环形山附近的水浓度为100~400ppm,也就是每吨月壤含有100~400克水。不过,月球有水的最新证据,是来自 “嫦娥五号”。

月球克拉维乌斯环形山
美国找到月球有水的证据,不是来自SOFIA这个地球同温层观测平台,就是月球轨道上的环绕器,而“嫦娥五号”软着陆对月壤进行原位探测,估算出了月壤含水约为120ppm,月岩含水量约180ppm,这是人类首次通过原位探测证明月球有水,算是实锤了月球有水存在的证据。

水的来源依旧存争议

月面白天温度最高可达160摄氏度,夜间最低能降到零下180摄氏度。在这样严酷的环境下,液态水早就蒸发殆尽。那么,月球上的水到底来自哪里呢?

首先我们要知道,月球上并没有直接发现游离的液态水或冰,甚至没有发现主要成分是羟基的矿物,无论是遥感还是原位探测,月球上的水是通过水分子和羟基的红外信号,折算出来的含水量,这些“水”很可能是月球矿物晶格中的结晶水和结构水,或以其他诡异的状态苟延残喘。

更进一步说,月球表面的含水量是微乎其微的,月岩180ppm的含水量相当于1吨月岩中只有180克水,这点水不要说和大多数地球土壤相比,就是和干燥的沙漠对比都少得可怜。沙漠中沙子的含水量每吨一般在2公斤到十几公斤,而月壤中的水不到地球沙漠含水量的1/10。

目前,科研人员对月球上水的来源提出了3种不同说法:

第一种推测,月面的水是太阳风吹来的。太阳风不仅会吹走火星大气,它也含有大量的氢,当太阳风吹到月球表面时,太阳风中的氢和月壤矿物中的氧结合形成羟基甚至水分子,并在月壤中保存下来。科研人员认为,月壤中大部分的水是太阳风吹来的。

第二种假说,月面的水是彗星撞来的。来自外太阳系的彗星含有大量的水冰,它们进入内太阳系在阳光照耀下挥发,但也有些彗星撞击到月球,带来宝贵的水。彗星撞击时绝大部分的水都蒸发逃逸不复存在,但也可能有一部分水渗入月壤,保存下来成为月壤中的水。

第三种猜测,月球岩石本身就含有水。固态星球矿物含水本就顺理成章,以近期汤加火山大喷发为例,火山喷发的气体中绝大多数都是水蒸气。科研人员在“阿波罗”取回的月球样品中,发现部分矿物中含有极少的水,可以支持这个猜测,而嫦娥五号着陆器发现月岩含水量远高于月壤,尤其是它探测的那块月岩,本身形成于月球深处,是陨石撞击溅射出来的,这为月球水的内生说提供了有力证据。

航天员从月球上采集到的玄武岩
综上所述,月球上的水既可能是太阳风吹来的,也可能是月球形成时岩浆本身就有的,还可能是彗星等深空天体撞击带来的。根据“嫦娥五号”的探测分析结果,月壤中的水绝大部分是太阳风贡献的,而月岩的水多数应该是岩浆凝固前就有的。

月球取水还得看极地

月球有水的喜讯听到了多次,但较真地说,目前月球有水,还只是对水分子甚至羟基进行光谱探测的结果,最多只能证明月球表面存在水分子,要说存在水蒸气、水冰,甚至是液态水等货真价实的游离水,仍然有待发现。

水是生命之源,虽然科学探测发现月球上有水,但在严酷的环境下月球无法诞生生命。即使如此,水的存在也让月球成为了一个别具吸引力的地方。很多人甚至一些科研人员写的论文都在大胆畅想,如果能有效开采和利用月球上的水,将能帮助航天员维持在月球上的活动,甚至制取氢氧推进剂,服务载人登陆火星的计划。

美国商业公司表示,要利用月球上的水制取推进剂,为深空探测器、载人飞船和静止轨道卫星补加推进剂,让月球上的水成为有利可图的资源。

尽管如此,美国SOFIA和“嫦娥五号”对月面探测找水的结果,都表明月面的水含量太低,直接从月壤制取水的难度和成本太高,至少在月球探测和开发初期是缺乏经济价值的。

另外,目前的遥感探测表明,月球两极的永久阴影区应该存在丰富的水资源。虽然月球极区存在水冰或富含挥发水的矿物,还只是根据遥感探测数据的合理猜测,但月球基地永久阴影区的含水量要比SOFIA和“嫦娥五号”探测的月面中低纬度地区高很多。

蓝色区域显示月球南极可能存在水冰的位置
暴露在阳光下的月壤、月岩中存在水,固然是科学上的重大发现,但在工程上尤其是人类未来建设月球基地,甚至是月面制取推进剂,这么低的含水量显然缺乏实用价值,因此,人类要利用月球上的水,还得深入月球南北极的永久阴影区。

未来,我国“嫦娥七号”将携带飞跃探测器,对月球极区陨石坑的阴影区进行原位探测,我们期待它带来更劲爆的好消息。

文/张雪松

网友问:

三星Galaxy S22 Ultra、iPhone 13 Pro Max、OPPO Find N这三台机器怎么选,我刚好有空,详细跟大家说说吧:

先说三星Galaxy S22 Ultra,这是我今年最期待的安卓旗舰之一,基于去年三星激进的高刷策略,又有5000mAh的大电池作为基础,在120Hz全局高刷的情况下依旧能够拥有相当不错的续航,深受我的喜爱。

今年的三星Galaxy S22 Ultra的渲染图和配置也都出来了,颜值相当之高,非常好看,而且一如既往拥有高素质的硬件配置:2K+120Hz,LTPO,内置Spen,以及素质极高的后置四摄,广角+长焦+潜望长焦+超广角,非常完美的多摄组合。除此之外,有线充电也提升到了45W,有望接替S21 Ultra成为我眼中的2022年最佳的安卓旗舰,当然具体如何还是要等上市正式体验后才能下定论。

然后是iPhone 13 Pro Max,这机器当然有很多不足,我昨天说过了,比如因为直角边框的设计,握持上不太友好,会有点硌手,建议戴壳使用会好很多,还有屏幕整体相比绝大多数安卓旗舰会稍微偏暖,长焦素质一般,晚上拍照某些情况下难免会有“鬼影”,以及由于是面向国际市场,系统操作逻辑以及功能对于国内用户来说不够人性化,缺乏本土化。

但是,啊但是,重点来了,如果我上述所说的这些你通通不介意,不看重,只求屏幕素质高,系统流畅,续航持久,玩游戏也不快速掉电发热,那么买它,买它,买它……恕我直言,A15的功耗性能默秒全且续航非常之强,而且得益于LTPO+Promotion+A15+iOS,让它成为了目前续航最强的旗舰手机,没有之一。哪怕你出门一天不带充电宝,也基本不会有续航焦虑,系统由内而外的流畅,舒适(当然,也会有一些卡顿掉帧的地方,在所难免)。总结就是对于绝大部分人来说,iPhone 13 Pro Max可以帮你少走弯路,“一劳永逸”。

最后是OPPO Find N,“从尝鲜到常用”这句Slogan说明OPPO的态度很务实,因为从这句话你可以看出OPPO并没有宣传你完全可以把OPPO Find N当成主力机来用,虽然整体上它已经完全具备了一部主力机应该具备的先决条件。

也就是说,如果你不差钱,可以把它当成一部备用机,它一定可以给你很好的体验(更新的形态,更大的屏幕,更浅的折痕,流畅的系统体验),当然,你要把它当成主力机也没什么问题。OPPO Find N对于我来说,遗憾只有两个:外屏只有60Hz以及长焦素质一般。其余的没了,什么“周冬雨”外屏、33W充电在我眼里都不是问题,你用了就知道了。

想得到的都说了,写这篇微博花了我半个多小时的时间,真不容易……忙去了。

娱乐圈除了是一个竞争很激烈的地方,同样还是一个讲究比较多的地方。当明星们参加某个活动的时候,会格外的在乎自己出场顺序,因为出场顺序越靠后,似乎就意味着他们在娱乐圈的咖位越大。
在走红毯的时候,很多明星都想要压轴,也就是最后一个走上红毯。娱乐圈中也传出过某些女明星为了压轴走红毯而磨磨蹭蹭,耽误时间的,最后反而惹恼了主办方的传闻。虽然这些传闻没有被证实女明星是谁,但想来也并不是空穴来风。
红毯之后的讲究,大概就是内场座位的安排。坐在哪个位置,和谁坐在一排等问题也是一项大学问。之前金星就吐槽过娱乐圈的明星们“事儿多”,这个不能和那个坐在一起,这个不满意坐在这一排等。之前彭于晏也因为坐在李冰冰位置上一事引起过热议,当时彭于晏也因此被网友嘲讽。
在2021年2月的最后一天,娱乐圈的明星们再次参加了一项重大的活动微博之夜。微博作为当今社交平台中最大的泛娱乐阵地,每年的这一活动堪称是星光熠熠,而今年同样不例外。
比如邓超、孙俪、李冰冰等实力派演员,杨幂、赵丽颖、杨紫等85后花旦,新一代崛起的顶流王一博和肖战等,活跃在圈内的青年演员宋威龙、张新成等,以及诸如吴宣仪、鞠婧祎、时代少年团等爱豆。
这样一场盛大的活动,网友们最关注的问题一个是女明星们红毯上让人惊艳的造型,以及每个人礼服的档次,而另一个就是活动内场的座位。女星红毯争艳的话题由来已久,内场座位与咖位挂钩一事也是众所周知的。
在活动正在如火如荼的进行的时候,就有网友在社交平台上发布了一张活动当天内场明星们的座位图,从这张图片上大家可以看到很多颇有深意的座位顺序,以及从其中大概可以了解到参加活动的明星们的咖位如何。
首先,坐在内场最前面的当属咖位名列前茅的,在娱乐圈中摸爬滚打多年,而且有作品加持的演员。从这张网曝图片上可以看到,A区中坐在最前面的有邓超、孙俪、李冰冰、韩红、李宇春、黄晓明和沈腾。
这一排的演员和歌手都是大众非常熟悉的面孔,邓超不仅在电视剧方面有着优秀的成绩,在电影方面也不容小觑。他曾凭借《烈火灼心》夺得了金鸡奖最佳男主角,是当之无愧的影帝。孙俪虽然在电影上的成绩有些平淡,但是有视后大满贯荣誉加持的她,在电视剧方面的成绩绝对是一骑绝尘。
李冰冰虽然最近几年很少出现在大众面前,但是她在影坛上取得的成绩同样亮眼,她不仅是拥有影后奖杯的演员,还是一名曾在好莱坞发展过一段时间的国际明星。
至于韩红,她作为华语音乐圈天后级的存在,坐在第一排自然也是理所应当的,更何况韩红一直以来都献身公益,并且以身作吸引到很多艺人朋友参与其中,她坐C位无可厚非。
李宇春当年凭借《超级女声》总冠军的身份出道,如今十几年的时间过去了,她依旧拥有着居高不下的人气和热度,是歌手中的佼佼者。即便近几年娱乐圈中男女顶流不断更迭,但是李宇春在圈内的顶流位置从未有变,综艺节目导师做得风生水起,参与各台晚会几乎也都是压轴出场。
除了内场最瞩目的A区二排外,其次便是坐在A区三排的85花和90花,她们分别是周冬雨、倪妮、杨幂、杨颖、赵丽颖、唐嫣和迪丽热巴。2020年85花们的古偶剧成绩都不甚理想,反而是90花们来势汹汹,取得了让人惊艳的成绩。
周冬雨凭借《少年的你》成为国内影视最年轻的三金影后,而90四小花之一的迪丽热巴如今风头正盛。随着迪丽热巴选剧的眼光以及自己的演技越来越好,她近几年的每部剧几乎都是小爆款,圈内女顶流当之无愧。周冬雨和迪丽热巴能和成名已久的85花们坐一起排,也隐隐给大众一种后浪可畏的感觉。
而杨幂和赵丽颖同为85花中的佼佼者,两家粉丝之间的战争由来已久,两个人一直以来的给人的感觉都像是竞争对手,像是王不见王的状态,似乎两个人共同出席的活动都避免了两个人相邻而坐的情况。
除了以上比较显眼的作为外,这张图还可以看出的深意越来越多,比如王源王俊凯的座位已经到了比较靠后的B区7排,作为初代顶流的两位现在的人气和热度似乎都比不上从前。
而鹿晗和关晓彤作为情侣,座位之间堪称隔着银河。2020年鹿晗因为《穿越火线》和《在劫难逃》中精彩的表演赢得了不少观众的认可,而关晓彤也凭借《二十不惑》证明了自己的演技,二人也被赞好的爱情就应该携手进步。
不过,娱乐圈一向是一个日新月异的地方,2021年的微博之夜是这样的座位安排,2022年会是怎样的一番场面却不得而知。希望2021年,座位靠前的明星们能够用精彩的座位维持自己的地位,也期待2021年座位靠后的明星在今后的日子里迎来逆风翻盘的机会。


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