近日，中国科学院地球化学研究所科研团队针对嫦娥五号月壤样品开展了研究，发现嫦娥五号矿物表层中存在大量的太阳风成因水，并结合透射电镜与能谱分析，揭示了太阳风成因水的形成和保存主要受矿物的暴露时间、晶体结构和成分等影响。该研究证实了月表矿物是水的重要“储库”，为月表中纬度地区水的分布提供了重要参考。上述研究成果日前发表在国际权威期刊《自然・通讯》上。
嫦娥五号矿物表层显微结构的TEM图。
(资料图片仅供参考)
遥感探测发现月表普遍存在水，但由于缺乏直接的样品分析证据，月表水的成因和分布一直存在争议。同时，目前对月表不同矿物中太阳风成因水的形成和保存特征认识不足，还需要结合月球样品开展深入分析。
嫦娥五号任务从月球风暴洋东北部（43.06°N, 51.92°W）采集了1.731 kg月壤样品，该采样点纬度高于以往Apollo和Luna任务的采样点。同位素定年结果表明嫦娥五号样品年龄约为20亿年，是目前获得的最年轻的月球样品。由于采样位置和形成年龄独，该样品为探究月表水的含量和分布提供了全新窗口。
嫦娥五号矿物水含量深度剖面图
科研人员针对嫦娥五号月壤样品中的辉石、橄榄石和斜长石矿物开展研究，分析了不同矿物中水的成因、含量与赋存状态，由此评估嫦娥五号月壤的水含量以及月表中纬度地区的水分布。并估算了嫦娥五号地区月壤中的太阳风成因水含量至少为170ppm，这一数值显著高于月球内部水。因此，该研究认为，太阳风质子注入是嫦娥五号任务地区月壤中水的主要来源。
矿物水含量和氢同位素比值
同时，嫦娥五号月壤成熟度分析指示了其相对不成熟的特征，考虑到遥感探测发现的月表中纬度地区太阳风成因水与月壤成熟度呈正相关关系，该研究表明在月表中纬度地区，如风暴洋北部和雨海盆地，其月壤成熟度与嫦娥五号地区相似，可能存在近似含量的太阳风成因水；而风暴洋西北侧的高地地区月壤相对成熟，该地区月壤中可能存在更高含量的太阳风成因水。
该研究为未来月表水资源利用提供了重要依据，也为太阳系无大气天体（如水星、小行星）太阳风成因水的形成机制提供了重要参考。论文第一作者为中国科学院地球化学研究所周传娇博士研究生，通讯作者为中国科学院地球化学研究所唐红副研究员和李雄耀研究员。
贵州日报天眼新闻记者 袁航
编辑 张良胜
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