一项备受期待的实验将于下个月测试一项理论，即月球永久阴影极地陨石坑蕴藏着水冰。美国宇航局的月球陨石坑观测和传感卫星 (LCROSS) 将执行
对南极陨石坑进行两阶段撞击，以观察随后碎片羽流中升起的是什么。
现在，就在 LCROSS 计划撞击前两周，一系列证据表明月球确实存在水。但新的研究指出，水的存在形式与 LCROSS 寻找的集中冰源不同——它们表明水以分子形式分散地存在于月球表面，浓度较低。更重要的是，可能存在一个水循环，其中分子在月球白天（约两个地球周）的时间跨度内被分解和重组。
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三篇论文
本周在线发表在《科学》杂志上的三篇论文，每篇都使用了不同航天器收集的光谱数据，发现了水或氢氧根 (OH) 分子或两者兼有的特征光吸收。论文作者表示，这两种分子都出现在月球表面的情景是他们数据最合理的解释。
水和氢氧根是相关的分子种类，具有相似的光谱特征——各自的特征波长都位于电磁频谱的红外部分附近。在月球矿物绘图仪 (M3) 获取的光谱数据中，指示水的 3 微米吸收带广泛出现在月球表面，M3 是印度“月船1号”航天器上环绕月球的仪器
直到轨道飞行器的任务在上个月提前结束。
起初，仪器管理员感到困惑，认为 M3 上的某些东西出了问题。“我认为我们所有人的第一反应是，这太荒谬了，”说
卡尔·彼得斯，布朗大学的行星科学家，也是 M3 的首席研究员。该团队发现水存在的证据不在永久阴影陨石坑中，而是在月球的阳光照射部分，这根本不合理。
“我们花了几个月的时间检查我们的数据，试图找出哪里出了问题，”她回忆道。“是什么给了我们这个无法摆脱的特征？” 由于无法排除这种奇怪结果的故障，彼得斯的小组转向了第二次，然后是第三次独立的观察。
罗杰·克拉克，美国地质调查局 M3 团队的光谱学家，重新分析了卡西尼号航天器的档案数据，该航天器目前正在探索土星及其卫星，这些数据是在 1999 年飞掠月球期间采集的。卡西尼号的数据与月球表面似乎广泛存在水的发现相符。
更多的证实来自“深度撞击”探测器的及时飞掠，该探测器于 2010 年前往彗星交会。“深度撞击”探测器在六月掠过月球，其光谱仪对月球水理论进行了测试——测试非常成功。
“在‘深度撞击’的数据中，我们有非常强烈的证据表明[水]无处不在，”说
行星地质学家杰西卡·阳光，马里兰大学学院公园分校的高级研究科学家，她同时参与 M3 仪器和“深度撞击”任务。“在月球上，我们没有看不到水的地方。” 她指出，水似乎紧贴月球表面——深度以毫米甚至数百微米为单位——并且典型区域的局部丰度似乎非常低。“我们仍然在谈论的水量甚至少于您能想到的最热的沙漠，”阳光说。
保罗·卢西，夏威夷大学马诺阿分校的行星科学家，他在《科学》杂志上撰写了一篇评论，以配合这三项光谱研究，他说他发现结果“非常惊人”。
“当我读到第一篇论文时，我正在度假，当我读到它时，我使用了生动的语言，”卢西说。“我感到震惊。” 同时，他说，光谱是否同时显示水和氢氧根尚不确定。“我们看到的是 OH 或 H2O，”他说。“我相信对现有数据的进一步分析可能会区分这两种情况。”
另一方面，卢西指出，“深度撞击”研究“表明该信号正在随温度或时间变化，这让我觉得水更可能存在，仅仅是因为 OH 与矿物质结合得非常紧密，并且不会非常活跃。” 在某些地方，例如赤道附近，白天温度很高，“深度撞击”探测到信号在太阳直射头顶时消散，并在月球傍晚凉爽的温度到来时恢复。
对这种现象的一种解释是，太阳风中带电的氢原子流可能与含氧月球矿物质发生反应，从而在表面产生水。这个过程可以解释在阳光分解水分子后，数据中看到的稳定、快速的补充现象。
阳光指出，在她看来，问题不在于是否存在氢氧根或水，而在于每种物质对光谱特征的贡献有多大。“水和氢氧根有点混合在一起，更难知道什么是独特的水，什么是独特的 OH，”她说。“然而，我们看到随着水的流失而发生变化，并且我们看到吸收特征的不同部分发生变化，因此我们看到不同的物质进进出出。对此最简单的解释当然是水正在流失。OH 的键合力要强得多；更难去除。”
彼得斯说，将三篇论文的数据放在一起看，就解决了水的问题。“基本上，底线是，如果你阅读所有三篇论文，毫无疑问，水和氢氧根存在于月球的表面上层，”她说。
那么，为什么这种广泛存在的表面现象以前从未被发现过呢？特别是考虑到它的发现部分依赖于 10 年前的数据？“我认为这只是科学社会学中一种有趣的现象，即人们根本没有想到要进行测量，”卢西说。
阳光说，对极地陷阱（例如 LCROSS 寻找的陷阱）的关注往往主导了月球表面水的搜索。“每个人都倾向于从极地冰盖、溜冰场和湖泊的角度来考虑这个问题，而我们谈论的是分子，”她说。“这是人们思考月球上水的方式的真正转变。”