中国科学家对嫦娥五号取回的月球土壤样本的最新研究表明，月球表面中纬度的太阳风向月球土壤颗粒表层注入的水比以前认为的更多，而月球表面的高纬度地区可能含有大量具有利用价值的水资源。
相关研究成果已发表在国际权威学术期刊《美国国家科学院院刊》上。
当然，这里所说的水不是通常意义上的水，而是存在于矿物中的结构水。因为水的主要成分之一是氢，所以水的含量通常用氢含量来表示。
太阳风氢注入、保存和扩散损失模型图
研究团队从两个嫦娥五号月球表面样品中选取了硅酸盐矿物和玻璃等17个月壤颗粒，利用纳米离子探针上新开发的超高空分辨率深度剖面分析技术，开展了氢含量和同位素的实验分析。
结果表明，嫦娥五号月壤颗粒表层0.1微米的含水量达到0.7%。
氢氘比分析证明，水是太阳风高速注入月球表面的。
太阳发出的氢离子平均速度达到每秒450公里，它们像子弹一样穿透月球土壤颗粒表层。
此外，基于再加热实验的结果，研究团队对不同温度下月球土壤颗粒中氢的储存进行了数值模拟。结果表明，太阳风引起的水可以很好地储存在月球表面的中高纬度地区。
来自太阳表面的高速氢离子被注入月球表面，富集在月球土壤颗粒表层。
据介绍，美国阿波罗任务和苏联月神任务采集的月球样品均来自低纬度地区，而中国嫦娥五号在2020年底成功采集的1,731g月球土壤样品来自月球北纬43.06度，高于阿波罗和月神的9个着陆区。
另外，嫦娥五号着陆场区的玄武岩更年轻，大约在20亿年前。
基于嫦娥五号样品的分析结果和美国阿波罗样品的实验数据，研究团队构建了太阳风注入和加热扩散氢损失的动态平衡模型。
根据这个模型，预测月球高纬度地区的月球土壤颗粒表层含有更高的由太阳风引起的水，在颗粒最外层的0.1微米中高达8.5%。
如果将这些月壤按粒径分类，直径2微米的细颗粒中的含水量可达2%。
这一发现对于未来月球水资源的利用具有重要意义，因为中国计划在月球南极建立一个科学考察站，那里的含水量可能比以前想象的更多，通过粒度分选和加热，这些月球土壤中的水可以很容易地被开发利用。
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