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2018年，天文学家第一次证实在月球表面发现以冰晶状态存在的水分。它们在于月球上最冷、最黑暗的地方，比如遍布月球两极附近的那些撞击坑的底部，那些区域阳光永远也照不到。
近期一份研究在月球地表上阳光可以照射得到的地方，也发现了水分子的踪迹。这让科学家感到意外，并提出了更多问题：月球表面更多地方也存在水分子吗?它们是外太空来的吗？月球上的水资源会转移或存在循环系统吗？研究人员搭乘由波音747SP客机改装而来的平流层红外天文观测台(SOFIA)，在高空进行观测。对于地面的观测设备来说，地球大气层内的水分将影响观测结果。SOFIA位于4.5万英尺的高空，高于大气层内99%的水汽所在的高度。月球表面发现的“水”什么样子？这份研究称在月球表面阳光照得到的地方发现的是“水分子”，既不是人们认为的液态水，也不是月球两极深坑底部的冰晶，就是以个体形态存在的水分子。他们观测的区域位于月球的克拉维斯环形山(Clavius)内部，介于纬度55度～75度之间，宽约只有一千米的范围。研究人员表示，他们发现的水分子很少量。按照NASA的说法，“地球上的撒哈拉沙漠比这湿润100倍”。月球表面出现水分子有多难？月球和地球一样也有白天和黑夜的交替，但是比地球上持续的时间长的多。如果你站在月球上一个地点不动，上面的一个白天和一个夜晚各相当于14个地球日。月球上的“白天”地表温度可达250华氏度，“夜晚”可达零下208华氏度。而且月球没有足够的大气层保护，表面持续地被太阳辐射攻击。“在这次发现之前，我从未想过月球表面会存在任何水分子，因为月球的环境太恶劣了。”这份研究的主要作者洪尼伯(Casey Honniball)说，“我们认为即使存在任何水分子，也会立即逃逸到太空去，或者移动到两极地区。”
关于水分子来源的猜测现在科学家不知道这些水分子是如何出现在那个地方。有人猜测，这些水分子是由落在月球表面的微型陨石所带来的。不断有微型陨石落在月球的表面。洪尼伯的研究也提到另一种猜测：太阳风带来氢元素，与月球尘埃中含氧的矿物作用，产生羟(OH)。来自微型陨石的辐射再把羟变成了水分子(H2O)。不管怎样，还需要一种解释，这些水分子是如何受到保护留在了月球表面？研究人员猜测，微型陨石袭击月球表面的时候，所带的高温熔化了月球尘埃，冷却后产生玻璃态晶体，这个过程中，水分子被锁在晶体的里面而留在月球表面。还有的猜测说，水分子储藏在月球尘埃之间的空隙中。月球上的水资源移动吗？洪尼伯表示，接下来他们的团队最感兴趣的问题就是，这些水分子在月球表面移动吗？为了解答这个问题，这个研究组将在不同的月相时期对其表面进行更多观测。洪尼伯说：“这些观测将告诉我们更多关于水在月球上如何形成、保存，以及是否有个机制向月球两极输送水资源再变成冰晶？”
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