点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:我国科学家在月壤中发现富含水分子的矿物
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

我国科学家在月壤中发现富含水分子的矿物

来源:光明网2024-07-24 10:20

  光明网讯(记者宋雅娟)近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员陈小龙、副研究员金士锋、博士研究生郝木难等,联合北京科技大学副教授郭中楠、天津大学工程师殷博昊、中国科学院青海盐湖研究所研究员马云麒、郑州大学工程师邓丽君等,在嫦娥五号带回的月球样本中,发现了月球上一种富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1。这标志着科学家首次在月壤中发现了分子水,揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。该研究成果近日在学术期刊《自然-天文学》(Nature Astronomy)在线发表。

我国科学家在月壤中发现富含水分子的矿物

ULM-1在月球形成的效果图

  月球无水:长久以来的科学假设

  月球上是否存在水,一直是月球科学研究的热点。自1969年至1972年间阿波罗任务采集的月球样品中,科学家们并未发现任何含水矿物的踪迹。这一发现使得“月球不含水”成为了月球科学的基本假设,这一假设在月球科学界占据了主导地位,并对月球火山演化、月地起源等问题的理解产生了深远影响。科学家们基于这一假设,构建了月球演化的一系列理论模型。

  然而,随着科技的进步和研究的深入,这一假设开始受到挑战。1994年,克莱门汀探测器的观测结果提示,月球两极的永久阴影区可能存在水冰。同年,月球观测和传感卫星以2.5公里/秒的速度撞击了月球永久阴影区,而对撞击尘埃的遥感测量显示了水的信号。这一发现打破了月球无水的传统观念,引发了科学界对月球水存在形式的新一轮探讨。近年来,遥感数据表明月球光照区有水分子存在的迹象。针对当年采集的阿波罗月球样品,科学家运用高灵敏度的表征技术,在部分玻璃和矿物中发现了百万分之一量级的“水”(H+ 、OH- 或H2O),但没有水分子存在的确凿证据。

  月球水的突破性发现:ULM-1矿物

  近年来,我国嫦娥5号任务采集的月壤样品为月球水的研究带来了新突破。这些样品属于最年轻的玄武岩,是迄今为止纬度最高的月球样品。科学家们对这些样品进行了深入而细致的研究,运用了高灵敏度的表征技术,以期发现月球上水的存在。

  在经过反复的实验和分析后,科学家们发现了一种富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1。这一发现标志着科学家首次在返回的月壤中发现了分子水,揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。

  通过单晶衍射和化学分析,科学家们进一步揭示了这些月球水和铵的存在形式。它们以一种特殊的水合矿物形式出现,其化学式为NH4MgCl3·6H2O。这种矿物分子式中含有多达六个结晶水,水分子在样品中的质量比高达41%,这是月球上水存在的一种重要形式。红外光谱和拉曼光谱上均可以清晰地观察到源于水分子和铵的特征振动峰,进一步证实了这一发现的准确性。

  为了确保这一发现的准确性,科学家们进行了严格的化学和氯同位素分析。纳米二次离子质谱数据表明,该矿物的Cl同位素组成和地球矿物显著不同,与月球上的矿物相符。这一结果进一步排除了地球污染或火箭尾气作为这种水合物的来源的可能性,证实了这种水合物确实来源于月球本身。

  月球水合盐:未来资源开发的新希望

  ULM-1矿物的发现不仅揭示了月球上水分子可能存在的一种新形式——水合盐,还为月球资源的开发和利用带来了新的可能性。与易挥发的水冰不同,这种水合物在月球高纬度地区(如嫦娥5号采样点)表现出极高的稳定性。这意味着,即使在广阔的月球阳光照射区,也可能存在这种稳定的水合盐,为月球上的水资源开发提供了新的前景。

  此外,ULM-1的晶体结构和组成与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相似,这为月球上的水和氨的来源提供了新线索。科学家们推测,月球上的水和氨可能来源于热玄武岩与富含水和氨的火山气体的相互作用,这一推测为月球的地质演化研究提供了新的思路。

  热力学分析显示,当时月球火山气体中水的含量下限与目前地球中最为干燥的伦盖火山相当。这一结果揭示了复杂的月球火山脱气历史,对探讨月球的演化过程具有重要意义。科学家们认为,这一发现将有助于更深入地了解月球的地质演化历程,以及月球上火山活动的特点和规律。

 

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 人工智能乌镇对话:开源的价值之问、治理之道和普惠之愿

  • 2026年世界互联网大会乌镇峰会开幕

独家策划

推荐阅读
西北戈壁滩上,多方向、多批次自杀式无人机集群低空掠过,高速冲向目标。“我们聚焦制约激光反无装备性能的关键技术,持续多年开展攻关,先后破解光纤拉制、散热控温、精准打击等难题。
2026-11-04 09:55
1.75万辆北斗高精度共享电单车服务超600万人次,“5G+北斗”低空空域监视通信专网填补空白……近期,第五届北斗规模应用国际峰会在湖南株洲举行,一项项北斗应用惊艳亮相。聚力卫星研制、终端制造、场景示范、国际合作,“北斗之城”将迸发出更大能量,成为中部崛起的强劲力量。
2026-11-04 09:49
今年8月,在2026世界机器人大会举办期间,全国首个具身机器人演出“沙盒审批”试点在北京亦庄落地,首形科技(北京)有限公司、北京中科慧灵具身智能科技有限公司、阿卡帕尼(北京)机器人有限公司三家企业获颁《具身机器人演出“沙盒审批”准入证明》。北京经开区已率先落地全国首个数字人营业性演出沙盒试点,如今演出“沙盒审批”已从虚拟数字人延伸至实体机器人。
2026-11-04 09:48
今年“双十一”电商大促,Token(词元)以独立品类在多个电商平台上架,看不见、摸不着的算力服务,变成可以下单的商品。青海西宁市民苏国庆是一名短视频爱好者,为了让视频呈现更好的效果,趁着电商大促,他“囤”了不少Token。
2026-11-04 09:45
“十五五”规划纲要提出,面向生物育种、生产管理、疫病防治等场景加快农业数智化升级。站在“十五五”开局之年,我国数智技术加速赋能千行百业,成为驱动经济发展的创新动力。
2026-11-04 04:20
11月3日8时15分,力箭二号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,将搭载的千帆极轨21组卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功。
2026-11-03 09:33
2026年5月,国务院印发《加快农业农村现代化“十五五”规划》,对“健全现代农业经营服务体系”进行部署,强调“将先进适用品种、技术、装备引入小农户”“促进小农户和现代农业发展有机衔接”。
2026-11-03 03:55
近日,中共中央、国务院印发《关于发展新质生产力的意见》,对“改造提升传统产业”作出系统部署,并将其作为推动科技创新和产业创新深度融合的重要任务之一。
2026-11-03 03:55
1983年2月,“两弹一星”元勋钱学森给中国科学院院士李正武写了一封信。信件仅200余字,没有客套寒暄,却映照出两位“患难之交”的深厚情谊和默契。
2026-11-03 03:55
近日,中国科学院昆明动物研究所科研人员联合缅甸同行,在缅甸伊洛瓦底江水系发现宝鳊属一鱼类新种——蓝纹宝鳊。相关成果已发表在国际期刊《动物分类杂志》上。
2026-11-03 03:55
广东油柑、贵州抹茶、四川栀子花、西藏青稞,这些作物有几百年甚至上千年的种植史。祖祖辈辈种下来,为什么偏偏这几年,被一杯奶茶给带火了?
2026-11-02 09:53
2026世界顶尖科学家论坛开幕式暨颁奖典礼、主论坛日前在上海举行。颁奖典礼上,11位科学家分别获颁2026世界顶尖科学家奖“智能科学或数学奖”、2026世界顶尖科学家奖“生命科学或医学奖”和今年增设的2026世界顶尖科学家奖“青年科学家奖”。
2026-11-02 09:59
10月31日,以“万物智联共创未来”为主题的2026世界物联网博览会在江苏无锡举办开幕式,无锡国家人工智能产业创新应用先导区建设在本次大会同步启动。
2026-11-02 09:57
生物多样性是人类赖以生存发展的重要基础,对生物多样性的威胁也是全球面临的三大环境危机之一。海洋生物多样性对保障海洋生态安全、促进海洋可持续发展、实现人海和谐共生具有重要作用。在气候变化与人类活动双重压力下,海洋生物多样性治理是各国共同的责任使命。
2026-11-02 10:03
1日,国家海洋环境预报中心正式发布“妈祖”海洋预报数值模式2.0版本。据悉,升级至2.0版本后,“妈祖”海洋预报数值模式预报分辨率进一步提升,应用场景进一步拓展,自主可控水平进一步增强。
2026-11-02 09:58
记者詹媛29日从中国汽车工程学会了解到,该学会日前发布了《2027年度中国汽车十大技术趋势》。这份凝聚共识的行业“风向标”提示,明年,汽车的电池会更强、芯片更自主、“硬科技”使用更多,且能减少堵车。
2026-10-30 09:51
如果说户外运动项目是产业发展的根系,选对项目之后还要让它根往深里扎,让项目发展的更有质量。户外运动产业的高质量发展,体现于一个个鲜活的户外运动项目及项目产业的健康成长,根深方能叶茂,户外运动产业才能行稳致远。
2026-10-30 09:49
生态环境部29日公布的全国地表水环境质量状况显示,今年1月至9月,全国地表水Ⅰ至Ⅲ类水质比例为86.1%,同比上升1.7个百分点;劣Ⅴ类水质比例为0.8%,同比下降0.4个百分点。
2026-10-30 09:50
脑膜边界的免疫细胞还会“监控”蛋白清除过程,并促成免疫耐受反应,避免免疫系统误伤大脑自身组织。在正常生理状态下,这一多通路清除系统与蛋白生成之间保持动态平衡。在此背景下,恢复或增强脑内蛋白清除通路的功能成为值得关注的方向。
2026-10-30 09:59
深秋的陕北,天高云淡。记者走进陕西省榆林市佳县方塌镇圪崂湾村现代农业示范园,联排的大棚在黄土高原的沟峁间依次排开。棚内葡萄藤上挂满沉甸甸的果实,工人们正忙着采摘、分选、打包。
2026-10-30 09:56
加载更多