嫦娥五號月壤研究揭示月表中緯度高含量的太陽風成因水

月表水的來源與分佈一直是國際上爭論和研究的熱點問題。近年來，遙感光譜探測數據發現，月表水（OH/H2O）的含量可能與緯度存在正相關，指示月表水是由太陽風發射的H離子高速注入月球表面形成的。針對月表水的含量、成因和空間分佈這些重要科學問題，中國科學院國家空間科學中心和地質與地球物理研究所聯合團隊，對嫦娥五號月壤樣品開展實驗研究。

聯合團隊從兩份表取月壤中選取了17個顆粒，包括硅酸鹽礦物（橄欖石、輝石、長石）和玻璃，利用納米離子探針-透射電鏡分析技術對月壤顆粒進行了H含量和同位素分析以及微觀結構研究。分析結果發現，嫦娥五號月壤顆粒的最表層（~100nm）具有很高的H含量（意味着具有很高的水含量）和極低的D/H同位素比值，證明其來自太陽。根據測定的H含量以及月壤樣品的粒徑分佈，估算的嫦娥五號着陸區太陽風來源水為46ppm，與遙感結果一致。

科研團隊選取了其中一部分特徵顆粒在180℃烘箱中加熱了28小時，然後再用納米離子探針分析。加熱分析結果顯示，太陽風注入的H在顆粒表層可以穩定保存。研究團隊基於加熱實驗分析結果，對不同温度下月壤顆粒中H的保存開展了數值模擬，結果顯示太陽風成因水可在月表中、高緯度地區可以得到較好的保存。

基於嫦娥五號礦物和玻璃中發現的、具有不同形狀分佈的H含量深度剖面結果，結合阿波羅已有的實驗數據，聯合團隊構建了太陽風H注入和加熱擴散丟失的動態平衡模型。該模型預測高緯度區域月壤顆粒表層含有很高的太陽風成因水。同時，基於該模擬結果，估算出的高緯月表水含量與遙感結果類似。

（總枱央視記者 帥俊全）