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月球，我们最近的天体邻居，仍然承载着许多谜团，尤其是在水中在其过去和现在的作用方面。就在去年，一系列令人惊讶的研究表明，月球表面覆盖着水分子；另一项备受瞩目的实验表明，月球上至少有一些极地陨石坑似乎覆盖着水冰。这些冰储量对于未来的月球访客来说将是宝贵的资源，他们可以依靠当地的水源在月球表面长期停留。
但是，随着月球表面看起来越来越湿润，关于月球地幔中地表以下数十公里处的水的影响的争论仍在激烈进行。地幔中是否存在水有助于限制月球的地质历史，一直追溯到行星大小的物体与地球碰撞，产生碎片云并聚结成月球的时期，正如目前普遍的观点认为的那样。当阿波罗载人登月任务带回的月球样本到达地球时，地质学家注意到这两个天体之间存在一个有趣的差异——月球样本似乎高度缺乏挥发物，如水。关于为什么月球和地球在这方面应该如此不同，有多种解释，并且随着对月球成分的更好理解，可能会更深入地了解其形成和演化。
然而，近年来，一些研究已经开始挑战月球是极度干燥的观点。特别是，2008年《自然》杂志上的一篇论文显示，阿波罗宇航员带回的古代火山样本中含有微量的水，并暗示月球内部存在惊人数量的本土水成分。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）研究人员得出结论，月球岩浆中大部分原始水含量在喷发过程中以蒸汽形式逸出。
现在，一项新的研究，于8月5日在《科学》杂志在线发表，反驳了月球含水假说。扎卡里·夏普，新墨西哥大学的地球化学家，和他的同事测量了几个阿波罗样本的化学成分，发现月球岩石和土壤的氯含量表明月球内部基本上没有水，正如最初怀疑的那样。
在地球上，氯以两种稳定的同位素形式存在——原子具有不同数量的中子，因此具有不同的原子量——以非常可预测的比例存在：大约三个氯35原子对应一个氯37原子。但在夏普和他的合著者检查的月球样本中，两种同位素之间的比例在样本之间差异很大，其中大多数样本相对于地球富含氯37。
这意味着，在地球上调节氯同位素平衡的过程在月球上不存在——而这些过程部分取决于氢的存在，氢是水的组成部分和关键标记。夏普解释说，在地球上的火山喷发期间，氯35比其较重的对应物更容易以蒸汽形式逸出，但氯37优先与氢结合形成氯化氢，后者也以蒸汽形式逸出。“这两种效应往往会相互抵消，”夏普说。
在一个没有丰富氢的世界中，氯35仍然会在熔岩流动期间优先以蒸汽形式逸出，但氯37掺入逸出气体的抵消作用不会发生，留下一个相对富含氯37的无水世界。这正是阿波罗样本的同位素比率所表明的——一种普遍的氯37富集趋势。
该小组还计算了月球岩石的初始氯含量，这可以根据推测产生的少量氯化氢来估算初始氢含量。
“最终，我们提出了唯一与我们所有观察和测量结果一致的解释，”夏普说，“那就是月球岩浆中的氢含量——而氢实际上是水的代表——必须非常非常低。”推断出的月球氢含量大约是地球的万分之一，甚至可能更低。“那真是太干燥了，”夏普说。
约翰·艾勒，加州理工学院的地球化学家，说他对月球氯的不寻常同位素组成的发现印象深刻，但对它的意义仍然持不可知论态度。“月球材料的氯含量和同位素组成并非对这些或相关材料的氢含量的直接约束，”艾勒说。因此，这项新工作“实际上是一个有些间接和迂回的论证”，他补充道。
2008年《自然》杂志论文的作者之一，该论文显示水在月球历史中发挥了相对较大的作用，对此仍然持怀疑态度。“这些人有一些关于各种月球样本中氯同位素的非常好的数据，”华盛顿特区卡内基科学研究所地球磁学部地球化学家埃里克·豪里说，他补充说，这项新研究提出了“真正是来自月球岩石的同类首个数据”。
与此同时，豪里说，“我必须质疑的是水。”夏普和他的同事检查的火山岩未必总是具有高氯氢比。首先，氢在岩浆中的溶解度远低于氯。“当岩浆喷发时，首先脱气的是水和氢，”他补充道。换句话说，月球岩浆的氯含量可能主要表明在最初存在的任何水和氢已经逸出后发生的 процессы。
月球内部有多少水（如果有的话）的问题可以追溯到几十年前，并且不太可能在不久的将来得到解决，夏普指出。“科学总是这样运作的——争议出现，不同的人会进行不同的测量或提出不同的想法，也许会对一个想法达成共识，”他补充道。“我不知道我们是否会很快就此得出结论。”