水冰在月球上可能无处不在！学术资讯

月球上的阴影甚至在白天也可能蕴藏着水分

从古至今，阴影都是最好的藏身之处，它们甚至可以隐藏地球之外的出乎意料的事物。根据NASA一项新的研究，月球上可能存在着在阴影之间穿行的水分—甚至是在日光下。

科学家一直相信月球上存在水分，尤其是永久在阴影处的极地的环形山中--这也是他们最近资助了一个“漏斗”调查任务的原因之一。但月球上一些部分有时沐浴在阳光下，有时笼罩在阴影中。曾经，科学家认为水冰很难在这样的环境存在，但他们可能犯错了。

NASA机载天文台SOFIA的数据证实了月球的向阳面存在水，但理论模型表明任何可能存在于那里的水分都会被太阳烤干。然而，数据中的一条关键线索引出了一个新的想法，这个想法利用了月球环境的另外两个因素。

这个关键线索是：SOFIA检测到的水含量在月球的“早晨“”降低，又在月球的“下午”增加。如果水仅仅是被太阳烤干的话，它的含量应该持续稳定减少。水被束缚在陨石撞击形成的岩石结构里的可能也被排除了。但有一种符合数据的解释是，水在一整个月球日中不断迁徙到不同位置。为了确定这种解释的可能性，喷气动力实验室（JPL）的科学家们开始研究月球的环境。

月球部分水冰迹象图，主要位于环形山阴影处

来源：Shuai Li, University of Hawaii SOEST/ HIGP

研究的焦点之一是那些月球表面随着太阳的位置移动的“崎岖的”阴影。这些阴影主要形成于岩石和悬崖而非环形山壁，且通常不是很大。当太阳照耀在这些地方时，它们的温度急剧上升，有时达到120℃。太阳经过后一些区域再次笼罩在阴影下，温度可以降低到-210℃。即使这些区域紧挨在一起，热量也不能有效地在它们间传递，因为几乎没有地球上那样可以通过热传递平衡温度的大气。

小片的冰当然可以在这些阴影下的极低温中存在，但为何在一个月球日中它们的含量会变化呢？这是因为月球上的大气含量虽然不够进行热传递，但可能足以进行水传递。

图月球表面阴影移动示意

来源：NASA / JPL-Caltech

新的月球表面蓄水机制（右）

和科学家先前认为的月球表面蓄水机制（左）

来源：NASA / JPL-Caltech

传统观念认为月球是一片不存在空气的荒漠。但事实与此相反，月球确实拥有一个微量气体构成的“散逸层”。在被太阳风吹走前，这个“散逸层”被引力束缚在月球表面。冻结在阴影处的冰在暴露在太阳下之后可能会进入这一层大气，并可能在流动到更冷的阴影区域时再次凝结成冰。这是一个月球日中水循环的一部分。

这些理论听起来很完美，但现在它也只是理论。因此，JPL团队想要设计一个探测器来采集数据，以证实或推翻该理论。这个微小的探测器叫做外差式OH月球小型光谱仪（HOLMS）。它可以寻找与水相似的羟基，并有可能进一步探测大气外层中水的含量。羟基比水更容易发生化学反应，因此像HOLMS这样的定量探测器更容易检测到它。

不幸的是，留给这样的探测器的时间不多了。人类进行永久性、商业性月球任务的计划已经展开，而这样的任务可能会使原始月球表面被人带来的水蒸气和其他物质污染。幸运的是，在一些人类登月先锋队的月球着陆器——如自主弹出式平面折叠探索机器人（A-PUFFER）上面，这些探测器已经装备好了。

在这些探测器发射前，我们只有理论和遥远观测的数据。如果说我们从这些东西中学到了什么的话，那就是：离月球上的阴影远一点，因为它们真的很冷很冷，而且你有可能会踩在冰上滑倒。宇航员在月球上摔屁蹲虽然可能不会受伤，但说出去该多没面子啊！（手动狗头）

来源：牧夫天文

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