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我国科学家在月壤中首次发现分子水,揭示月球水资源新前景

月球上是否存在水一直是科学界探索的重点,对月球演化和资源开发具有重要意义。据中科院物理所官方消息,我国嫦娥五号采集的月壤样品首次在其中发现了分子水,这是月球研究领域的一项重大突破。

我国嫦娥五号采集的月壤样品属于最年轻的玄武岩(约20亿年),且是迄今为止纬度最高的月球样品,为月球水的研究提供了宝贵的机会。

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中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的陈小龙研究员、金士锋副研究员、博士生郝木难等,与北京科技大学的郭中楠副教授,天津大学的殷博昊工程师,中国科学院青海盐湖所的马云麒研究员,郑州大学的邓丽君工程师等合作,在嫦娥五号带回的月球样品中,发现了一种富含水分子和铵的未知矿物晶体:ULM-1。

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这一发现标志着在月壤中首次发现了分子水,并揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。研究团队基于单晶衍射和化学分析,发现这些月球水和铵以(NH4,K,Cs,Rb) MgCl3·6H2O的水合矿物形式存在。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%。

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在红外和拉曼光谱上,研究人员清晰观察到了源自水分子和铵的特征振动峰,晶体的电荷密度也显示出水分子中的氢。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。地球上的这种矿物由热玄武岩与富含水和氨的火山气体相互作用形成,这为月球上水和氨的来源提供了新的线索。

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这种水合矿物的发现,表明月球上水分子可能以一种稳定的水合盐形式存在,特别是在月球高纬度地区(如嫦娥五号采样点),这种水合盐非常稳定。与易挥发的水冰不同,这种稳定的水合盐在月球阳光照射区也有可能存在,为月球资源的利用和探索提供了新的前景。

月球表面水合矿物的发现,不仅是对月球水和铵研究的重大突破,还为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性。这个历史性的发现,将为科学界提供更多关于月球演化和资源分布的宝贵信息,推动月球探测和开发迈上新的台阶。

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