近日，中科院比较行星学卓越创新中心成员、中科院地球化学研究所唐红、李雄耀团队，针对嫦娥五号月壤样品开展研究，通过红外光谱和纳米离子探针分析，发现嫦娥五号矿物表层中存在大量的太阳风成因水。该研究证实了月表矿物是水的重要“储库”，为月表中纬度地区水的分布提供了重要参考。相关研究成果发表于《自然—通讯》。
之前的空间探测活动中，红外光谱仪均探测到月表广泛分布太阳风成因水。但人们对月表不同矿物中太阳风成因水的形成和保存特征认识不足，需要结合月球样品开展深入分析。
中国嫦娥五号任务在月球风暴洋东北部采集了1.731千克月壤样品，该采样点纬度高于以往别国任务的采样点。此外，同位素定年结果表明嫦娥五号样品年龄约为20亿年，是目前获得的最年轻的月球样品。辉石、斜长石和橄榄石作为嫦娥五号月壤中的主要组成物质，是探究太阳风成因水储量的最佳载体。
研究团队针对嫦娥五号月壤样品中的辉石、橄榄石和斜长石矿物开展研究，剖析了不同矿物中水的成因、含量与赋存状态，并由此评估了嫦娥五号月壤的水含量以及月表中纬度地区的水分布。研究团队估算出太阳风质子注入为嫦娥五号月壤贡献的水含量至少为170ppm。这一数值显著高于月球内部水，因而研究认为太阳风质子注入是嫦娥五号地区月壤中水的主要来源。结合透射电镜与能谱分析，他们研究揭示了太阳风成因水的形成与保存主要受矿物的暴露时间、晶体结构和成分等的影响。
月表的翻腾作用导致月壤颗粒暴露在太阳风中的时间不同，即矿物中注入的太阳风质子总量不同，致使太阳风成因水的含量不同。太阳风粒子注入会造成矿物表面结构破坏，因而环带的非晶化程度可以评估矿物的暴露时间。研究对比表层微观结构和水含量分析结果发现，矿物表层水含量与非晶质环带的厚度和非晶化程度总体上呈正相关，同时与下层晶体中的辐射径迹密度趋势一致，指示了矿物的太阳风暴露时间是影响太阳风成因水含量的主要因素。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-022-33095-1
来源：中国科学报
