认为月球是一个干涸、荒凉世界的观点可能完全是错误的。
对印度空间研究组织“月船1号”轨道飞行器（于2008年至2009年在月球运行）数据的最新分析显示，研究人员所说的确凿证据表明月球表面存在裸露的水冰。这些数据由美国宇航局月球矿物学绘图仪（M3）光谱仪（搭载在印度探测器上）收集，几乎证实了早期任务中暗示月球两极永久阴影陨石坑中潜伏着水冰沉积物的广泛但初步的证据。这些沉积物可能在未来支持载人月球前哨站，同时也揭示月球历史中 ранее 隐藏的篇章。这项研究结果发表在8月20日出版的《美国国家科学院院刊》上。
根据M3对月球两极及其周围水冰的近红外吸收特征的测量，该研究的作者得出结论，冰仅在陨石坑阴影区域的约3.5%处裸露，并与大量的月球尘埃混合在一起。这种稀疏的覆盖率和异质性表明，这种月球冰的历史与在其他无空气岩石世界（如水星和谷神星矮行星）上发现的类似沉积物有很大不同，在这些天体上，永久阴影陨石坑中的水冰更丰富且纯度更高。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
一项历时数十年的发现
“在我们的工作之前，没有直接证据表明月球表面存在裸露的水冰，”夏威夷大学马诺阿分校的行星科学家、主要作者李帅说。几十年来，从地球对月球极地地区的雷达扫描以及绕月飞行器都传递了模棱两可的结果。他说，同样，美国宇航局仍在环绕月球的月球勘测轨道飞行器携带的仪器也无法直接、明确地探测到水冰的存在。事实上，他指出，过去许多关于月球上“水”的说法实际上只是探测到月球表面富含氢的、极度干燥的矿物质。
同样，李帅补充说，尽管美国宇航局的月球陨石坑观测和传感卫星（LCROSS）任务在2009年确实发现了月球水的迹象，当时它向月球南极附近Cabeus陨石坑的永久阴影区域发射了探测器，但这些水不一定来自表面裸露的冰。“LCROSS是一项伟大的任务……然而，从这项任务中得出表面裸露冰的结论是基于建模；它是间接的。而且，南极地区只有一个数据点，”李帅说。相比之下，他指出，M3数据中水中“非常独特”的光谱特征无可辩驳地表明，月球两极地区陨石坑底部存在裸露的冰。
伦敦大学伯贝克学院的行星科学家伊恩·克劳福德（Ian Crawford）说：“这些结果对我来说似乎非常有说服力。”他没有参与这项研究。
李帅和其他研究人员表示，既然这些沉积物已被发现在月球表面裸露，它们就可以更容易地用于为未来的探索提供燃料并维持人类前哨站。冰可以融化和蒸馏以提供饮用水，也可以分解成其组成成分氢和氧，以产生可呼吸的空气以及火箭推进剂。
一层霜状薄层——还是冰山一角？
然而，在任何水被用于探索性收益之前，大多数科学家更希望知道那里有多少水，以及它是如何到达那里的。
美国宇航局艾姆斯研究中心的前LCROSS首席研究员安东尼·科拉普雷特（Anthony Colaprete）表示，冰的不均匀分布是确定其历史的关键。“假设[它]不是测量效应，这对我来说意味着这些水冰斑块与当前持续的水源不处于平衡状态，”科拉普雷特说。更均匀的分布——就像在水星两极陨石坑中看到的冰那样——可能表明冰是由富含水的彗星或小行星的周期性撞击提供的。
但是，如果月球极地冰不是近期地质撞击事件的产物，那么它来自哪里？“一种可能性是它来自古代储层，”科拉普雷特说，他指的是超过45亿年的月球历史的早期阶段，当时火山喷发和巨大的撞击可能短暂地赋予了月球温暖潮湿的大气层。那个逝去时代遗留下来的任何水冰沉积物都可能后来通过随后的撞击和太阳辐射被挖掘、混合和扩散到地表和周围。
在论文中，李帅和他的合作者指出，冰的不均匀性可能是由于一种被称为“真极移”的假想现象，即月球自转轴的方向在很长一段时间内发生变化。在这种情况下，裸露地表冰的分布将与月球极移改变其陨石坑在整个地质时期内暴露在阳光下的情况密切相关。
科拉普雷特说，由于对其起源以及M3观测的局限性的不确定性，目前不可能说月球极地陨石坑中潜伏着多少散装水。“在[M3的]波长下，我们仅对顶部约10微米进行采样，因此水可能是仅100微米厚的霜或薄层——或者它可能是‘冰山一角’。”
克劳福德说，需要的是来自低轨道卫星的更高分辨率的绘图，这些卫星可以使用中子光谱仪来探测地表之下——或者更好的是，现场机器人着陆器来获取样本。
一个被说服的社群
布朗大学的行星科学家、M3仪器的首席研究员卡勒·彼得斯（Carle Pieters）说：“当李帅第一次描述他想使用M3数据调查什么时，我以为他疯了。”她没有参与李帅的研究。她说，尽管李帅工作背后的概念是合理的，但许多研究人员已经放弃在M3数据中寻找水冰，因为对于月球大多数阴影极地地区而言，M3数据的质量相对较差。李帅和他的团队通过开发多个独立的统计测试来解决这个问题，以证明数据表明的水冰是真实的，而不是巧合的侥幸。
彼得斯说：“这些年来，我学会了不要告诉一位聪明、精力充沛的年轻科学家，说某件非常困难的事情是不可能的。通常是这样，但有时——就像现在这样——我很高兴感到惊讶。”“他们确实说服了我极地阴影中存在水冰。”
李·比林斯的补充报道