嫦娥五號登陸器首次在現場探測到月球有水

中國科學院地質與地球物理研究所的林楊挺和林紅磊在嫦娥五號登器獲取的月表反射光譜數據，觀測到水的訊號，提供實地第一個探測到月球上的水證據。

來自中國科學院國家空間科學中心、美國夏威夷大學、中國科學院上海技術物理研究所和南京大學的研究人員也參與這項研究。

過去十年完成的許多軌道觀測和样本測量都為月球上存在水（羥基 OH）提供證據。然而，從未在月球表面進行過現場測量。

嫦娥五號降落在月球中高緯度最年輕的玄武岩之一上，並送回1,731克樣本。在對月球土壤進行採樣並送回地球之前，登陸器上的月球礦物光譜儀對風化層和岩石進行光譜反射率測量，從而為探測月球地表水提供了前所未有的機會。

水可以使用大約三微米的光譜特徵進行檢測。然而，在二微米以上，來自熾熱月球表面的熱輻射會顯著改變和掩蓋光譜特徵。

因此，研究人員使用熱校正模型來校正月球礦物光譜儀的光譜。經過這個修正後，在嫦娥五號登陸點觀察到2.85微米的光譜吸收，這是毋庸置疑的。

成分估算結果顯示採樣區的岩石與月壤成分相差很大，來源不一致。通過遙感數據的輔助分析，該岩石可能與嫦娥五號登陸區西北方向的古老低鈦玄武岩（大約三十四億年）比較一致。結合樣本分析，月壤中的水絕大部分是來自於太陽風的貢獻。如果將月球土壤中百萬分之一百二十的水全部作為太陽風來源，岩石中仍多出來百萬分之六十的水（高於20%的模型誤差），多出來的這些水可能代表月球內部水。而嫦娥五號登陸區年輕玄武岩本身的水含量低，可能顯示登陸區月球地幔較乾或經歷大量脫空氣的過程，這與風暴洋地區長期的火山噴發是一致。

嫦娥五號登陸器上的月球礦物光譜儀對著陸點的月壤和岩石進行反射率光譜測量，根據2.85微米的明確吸收特徵，首次提供了月球上水的原位探測證據。嫦娥五號原位的科學成果在大尺度上為樣品分析提供了背景支撐。嫦娥五號是目前唯一的一次既返回樣本又獲取到月表現場光譜的任務，樣本能夠詳細分析水在月球土壤中的分佈、存在形式，並可以利用同位素追蹤來源，而現場光譜可以與軌道遙感建立聯繫，能夠研究月球表面水份的在月球分佈和時間變化特徵。月球表面水的分佈可能與緯度高度相關，嫦娥五號是目前返回樣本中緯度最高，對研究月球表面水的分佈及來源具有重要意義。嫦娥六號、嫦娥七號將在現場和軌道尺度繼續探測月表水的含量、分佈，本研究成果也將為嫦娥六號、嫦娥七號的科學目標實現提供支撐。

【圖、文：節錄/譯自中國科學院地質與地球物理研究所2022年1月8日中文及英文新聞公佈】研究全文刊登在2022年1月7日出版的《科學發展》期刊 標題是：In situ detection of water on the Moon by the Chang ’ E-5 lander