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月球水份或遍佈表面 靜止不動

2018/2/26 — 16:06

背景圖片來源:nasa

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月球人造衛星數據,讓天文學家更了解月球地質秘密,而最新刊於《自然—地質科學》研究發現月球上存在的水份可能遍佈整個表面。

要找出月球水分子活動變化,需依賴人造衛星測量儀器,這類訊號並非直接量度月球上的水分子,而是量度太陽照射到月球表面反射的光線。若月球表面上有水份,儀器就可量度到接近 3 微米的頻譜波段,屬於紅外線頻譜之間。

以往研究曾指出,月球水份主要集中於兩極地區,且探測到含水份的訊號而訊號強弱會隨月球上的時間增加或減少。這些數據均指出,月球水分子能在月球表面移動,直至它們逐漸移至兩極附近的冷阱 (cold trap) ,方會靜止。這類冷阱屬於氣溫極低地區,會令水分子或其他揮發物在極長時期內變得相當穩定和靜止,甚至可維持數十億年。

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然而,此方法仍有一定限制。其中一個問題是月球本身亦有一定溫度,會釋出紅外線。因此,科學家需要找出方法分開月球本身光線波段以及水份波段,而分開的方法就是找出月球自身的準確溫度資訊。

美國太空科學中心 (Space Science Institute) 研究人員 Joshua Bandfield 的研究隊伍就想出新方法準確量度月球溫度。他們利用美國太空總署月球勘測軌道飛行器 (Lunar Reconnaissance Orbiter, LRO) 儀器量度的數據建設模型。研究人員再將早此由月球礦物學映射器收集的數據,置入氣溫模型中。

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利用此模型,研究人員發現水分其實遍佈月球表面,而且大多靜止不動。研究人員相信這類水分子以羥基 (OH) 形式存在,即只有一個氧原子和一個氫元子組成,而非一般的兩個氫元子加上一個氧元子組成。而羥基亦相對活躍,會跟其他分子結合。因此,若需用到月球水份,或需另覓方法把它們從礦物中取出。同一研究亦發現,一般水分子 (H2O) 亦非隨意停留在月球表面。

現時研究人員尚未了解月球水份來源,而結果則指向 OH 和 H2O 可能是源自月球本身,並慢慢從礦物中釋出。此發現將助科學家了解月球和太陽系類似的類地物體是如何儲存水份。

來源:
Phys.org, On second thought, the Moon's water may be widespread and immobile, 23 February 2018

報告:
Bandfield, J.L., Poston, M.J., Klima, R.L. & Edwards, C.S. (2018). Widespread distribution of OH/H2O on the lunar surface inferred from spectral data. Nature Geoscience, Published Online. DOI: 10.1038/s41561-018-0065-0

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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