作者：杨先碧 来源：大众科技报（2010-12-07）B4版 新知博览
在月球上，水不仅可以供饮用、灌溉，还可以用于提取氧和氢，因而意义十分重大。到目前为止，科学家已在月球上找到了3种不同形式存在的水。
在今年10月出版的《科学》杂志上，科学家发表论文称，他们的新研究结果表明，去年10月9日“月球陨石坑观测与传感卫星” (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite)对月球南极附近凯布斯陨石坑的两次撞击共扬起了150公斤以上的水冰，水的含量在撞击点的土壤中为5.6%，这是在撞击发生一年后，科学家们发表的最新结果。
新结果修改了以前的数据，去年11月13日，也就是在撞击发生一个多月后，美国航空航天局曾对外发表过一份声明，声明声称，撞击扬起的水冰接近100公斤，撞击点土壤中的含水量为1%。看得出来，新结果认定月球极区水的蕴藏量比此前认定的更多，这为人类在月球上找水的探测活动注入了新的信心。
来自“冷井”的第一种水
到月极附近找水的想法萌生于上世纪70年代，当时加利福尼亚大学的詹姆斯·阿诺德指出，月极附近较深的陨石坑里不会有阳光照进去，因而那里极冷，能起到收集水和其他易挥发物质的作用，可称为“冷井”（cold traps）。美国田纳西大学的月岩专家拉里·泰勒将“冷井”比喻为一杯夏天的冰茶，他说，“假若你仔细观察夏天的冰茶，你便能看到这杯冰茶如何收集空气中的水分，并凝结成水滴，‘冷井’就起了那样的作用。”
从1994年起，人们便一直依照“冷井”理论在月极附近寻找水的线索，其中的一种方法是，通过人造撞击扬起陨石坑中月面下的尘土，然后用光谱仪近距离测出其中是否有水分存在。这样的实验已做过多次，除了去年撞向凯布斯陨石坑的“月球陨石坑观测与传感卫星”外，进行过类似尝试的还有“月球勘测者号”（lunar prospector）和“智慧一号”（SMART-1）。
科学家发现，撞击扬起的物质中除了含有水以外，同时含有的还有大量其他易挥发性物质，例如二氧化碳、氨、二氧化硫、甲烷和乙烯等。这些物质是彗星和小行星中常有的，这表明月极附近陨石坑中的水很有可能是彗星和小行星带来的，它们和其他化合物一起搭乘彗星和小行星来到月球，由于“冷井”的作用，它们被保存在了月极附近寒冷的陨石坑里。
来自太阳风的第二种水
2008年10月，“月球一号”（Chandrayaan-1）发射升空，它的上面装配有一部由美国航空航天局提供的仪器——“月球矿物学绘图仪”（Moon Mineralogy Mapper），这部仪器通过探测月球表面反射光的光线波长，显示了月球上有水分子和氢氧基存在的迹象，它侦测到反射的光波中缺少红外线波长，表明那段光线被水分子吸收了。
开始的时候，科学家们并不相信这样的结果，但很快，他们在其他地方找到了更多的证据。科学家发现，另外两枚探测器——“卡西尼号”和“深度撞击号”上的探测仪器也传回过类似的反映月球上有水分子和氢氧分子的信号，这两枚探测器在飞往各自的探测目标时，都曾途经过月球。
研究表明，水分子存在的信号来自于月壤。在月球上，太阳风无时无刻不在撞击着月面并与月壤发生交互作用。太阳风主要由质子或带正电荷的氢原子组成。当这些带电的氢原子以三分之一光速冲击月面时，它们会分解月壤矿物质中的氧价分子，一旦有了游离状态的氧分子和氢分子，水分子就容易形成了。探测表明，月球表面每立方米的土壤中大约含有1公升水，它们存在于月壤最上层很薄的范围内。此前，科学家们一直认为，如果月球上真的存在水，那些水只会存在于极地的永久阴影区里，月球的其他区域应该是完全干燥的。现在，新的发现表明事实并非如此，水也可以存在于月壤中，这是人类月球找水的重大突破。
来自月岩的第三种水
1969年，“阿波罗11号”的两名宇航员着陆在了一片“月海”中，他们看到的“月海”是一片干燥的由火山熔岩构成的平原。而科学家们在研究了“阿波罗计划”带回的月岩样本后也宣布说月球是干燥的。依照他们的形容，那些样本“像骨头一样干燥”，然而事实上，骨头比那些样本“潮湿”得多，因为活体生物的骨头是含有不少水分的。
然而，今年7月，科学家们在《自然》杂志中发表文章说，他们在研究了1971年由“阿波罗11号”带回的月岩后发现，月球上一种存在于火山玄武岩中的名为磷灰石的月岩含有氢氧基离子。来自加州理工学院的科学家乔治·罗斯曼解释说，“氢氧化物是与水很有联系的化学物质。如果你加热这种磷灰石，里面的氢氧基离子便会‘分解’并产生水。”这项研究为月球水的分布提供了另外一个重要的观点，那就是月球内部的月岩中也含有水。
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| 月岩切片的显微照片 | 凯布斯陨石坑 |
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| 月球陨石坑观测与传感卫星 | 太阳风中的氢原子 分解了月壤中的氧分子 |