圖:嫦娥六號就位探測的地形特徵和就位光譜數據獲取。\中國科學院
嫦娥六號帶回人類首批月背樣品,已取得多項重要科研成果,而在月背就位探測的嫦娥六號探測器又有新發現,為月表水資源利用提供了新視角。
中國科學院國家天文台李春來、劉建軍研究員聯合國內外團隊利用嫦娥六號就位探測數據,首次揭示了月球表面及次表層水的分布特徵,為月球水的形成機制與未來利用提供了關鍵科學依據。相關成果已於近日在國際學術期刊《自然─天文學》發表。\大公報記者 劉凝哲北京報道
2024年嫦娥六號任務取得圓滿成功,在帶回人類首批月背樣品之外,嫦娥六號探測器有效載荷在月球背面南極─艾特肯盆地(SPA)進行就位探測。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徵,缺乏直接觀測。中國科學院國家天文台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徵。
次表層平均水含量低於月表
科學家的研究指出,嫦娥六號着陸區的探測數據顯示,該區域月表水含量約為嫦娥五號着陸區的兩倍。在探測器着陸過程中,發動機羽流對月表以下毫米至厘米級深度的細粒月壤產生了顯著影響,會將次表層的月壤「翻耕」並重新分布,從而形成獨特的溫度與水含量梯度。具體表現為,距離着陸點越近,溫度越高,水含量越低;而距離越遠,溫度越低,水含量越高。
進一步研究發現,次表層的平均水含量低於月表。此外,月表水的含量還會隨着月面地方時的變化而變化。越接近正午,月表水含量越低。這些觀測結果表明,月表及次表層水的分布與月壤成分、顆粒大小、深度以及地方時都有着極為密切的聯繫。這一發現進一步證實了太陽風注入和撞擊翻耕在月表水的形成與演化過程中起關鍵作用,也為月表水資源利用提供了新視角。
科學家根據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。近期以來,全球科學家根據嫦娥六號月背樣品以及探測數據,取得大量全新成果。多位中外專家學者點評嫦娥六號任務時指出,嫦娥六號研究對月球及行星科學領域具有劃時代意義,「正在徹底重塑我們對月球的認知」;這些卓越成就標誌着行星科學的重大進展,將為中國學者重建月球新的理論框架和演化模型提供歷史性機遇,並開啟月球科學革命。