新发现表明月球的水量可能比之前想象的要少
包括西南研究所 Raluca Rufu 博士在内的一个团队最近计算出，月球大部分永久阴影区域 (PSR) 的年龄最多约为 34 亿年，并且可能含有相对年轻的水冰沉积物。水资源被认为是月球及其他地区可持续探索的关键，但这些发现表明，目前对冷困冰的估计过高。
月球自转轴当前的倾斜度与其轨道倾角(与地球轨道平面的角度)以及太阳的低角度相结合，在其两极产生了永久性的阴影。PSR是太阳系中最冷的一些点，使它们能够捕获挥发性化学物质，包括水冰，在月球上大多数其他地方的刺眼、无空气的阳光下，这些化学物质会立即从固体直接转化为气体。
“我们认为地月系统是在早期地球与另一颗原行星之间发生巨大撞击之后形成的，”萨根研究员、《科学进展》论文的第二作者鲁夫说。“月球是由撞击产生的碎片盘形成的，随着时间的推移远离地球。大约 41 亿年前，月球经历了一次主要的自转轴重新定向，当时它的倾斜达到了大角度，然后才减弱到我们今天看到的配置。随着轴向倾斜的减小，PSR 出现在两极，并随着时间的推移而增长。”
该团队使用 AstroGeo22(一种新的地月演化模拟工具)来计算月球随时间的轴倾斜。结合月球轨道高度计激光数据 (LOLA) 的表面高度测量结果，该团队估计了阴影区域随时间的演变。
“半个世纪以来，月地距离的时间演变仍然是一个悬而未决的问题，”鲁夫说。“然而，这些地月系统历史的新地质代理使我们能够计算月球的轴向倾斜和PSR随时间的变化范围。”
2009年，宇航局在月球南极附近坠毁了两吨重的阿特拉斯半人马座火箭体，该火箭体是月球陨石坑观测和传感卫星(LCROSS)的一部分。它撞击了卡布斯陨石坑的底部，产生了一股碎片，检查了月球风化层中是否存在水和其他化学物质。一颗在半人马座后面行驶四分钟的引导卫星和包括哈勃太空望远镜在内的几颗地球轨道卫星监测了这次撞击。
“我们的研究表明，卡布斯陨石坑在不到 10 亿年前就成为了 PSR。在 LCROSS 产生的羽流中检测到的各种挥发物表明，冰捕获一直持续到相对较近的时期，”行星科学研究所这篇论文的主要作者 Norbert Schörghofer 说。“撞击和放气是潜在的水源，但在月球历史早期达到顶峰，当时当今的 PSR 还不存在。PSR的年龄在很大程度上决定了月球极地地区可能被困的水冰数量。关于PSR中丰富的水冰的信息对于规划即将进行的载人和无人登月寻找水的任务尤为重要。”
这一关键资源可用于制造空气和火箭燃料并维持人类居住。宇航局和其他实体计划派遣漫游车和人类来表征 PSR 内的水冰。
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