在浩瀚的宇宙中，水不僅是生命的搖籃，也是人類探索外太空的重要線索。近年來，科學(xué)家們在火星和月球上的發(fā)現(xiàn)，為我們揭示了宇宙中水資源的分布和特性，同時也為未來的星際旅行和外星定居提供了新的希望和可能性。
01 火星：隱藏在地下的液態(tài)水
2018年，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝了一張火星在塵暴期間的照片。超過30億年前，這個多塵的紅色星球曾擁有海洋和河流。那些水消失了，只留下了表面的冰，大部分位于極地冰帽。對火星內(nèi)部的新分析表明，大部分液態(tài)水仍然存在于地表以下10-20公里的巖石孔隙中。
火星，這個紅色的星球，一直是人類探索的熱點。最近的一項研究指出，在火星的內(nèi)部深層，存在著一個充滿液態(tài)水的孔隙和裂縫區(qū)。這一發(fā)現(xiàn)不僅令人震驚，也為我們理解火星的過去和可能存在的生命提供了重要線索。
火星的液態(tài)水環(huán)境極端惡劣，可能含有各種雜質(zhì)和礦物質(zhì)，其物理和化學(xué)性質(zhì)可能與地球上的水有所不同。然而，這些水資源的存在，即便無法直接供人類飲用，也為未來在火星建立基地提供了寶貴的建設(shè)用水，能顯著減少從地球運輸資源的成本和風(fēng)險。
美國宇航局“洞察”號著陸器下方的火星內(nèi)部剖面圖。地殼的上5公里看起來是干燥的，但一項新的研究提供了證據(jù)，表明在地表以下11.5至20公里處有一個充滿液態(tài)水的斷裂巖區(qū)——其水量超過了被假設(shè)填滿古代火星海洋的體積。
通過對火星地震波的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)了火星內(nèi)部深層的液態(tài)水儲層。這些儲水層存在于火星表面以下11公里至20公里的地方，其水量遠(yuǎn)超此前認(rèn)為的火星地表曾經(jīng)有過的海洋。這一儲水層可能是生命的“避難所”，為火星深層地下可能存在的生命提供了一線希望。
02 月球：月壤中的分子水
長久以來，月球被視為一片極度干燥的荒原。然而，隨著嫦娥五號任務(wù)的成功，中國科學(xué)家在月球樣本中發(fā)現(xiàn)了一種含有分子水的礦物晶體，這一發(fā)現(xiàn)首次證實了月壤中水分子的存在，并揭示了月球上水分子以分子水的形式存在。
分散在月球上的含水礦物晶體示意圖
月球上的分子水與地球上的水分子有所不同，它們是一種結(jié)晶水，類似于鹽巴受潮后形成的水合物。這種分子水在月球的高緯度地區(qū)非常穩(wěn)定，即使在陽光直射的區(qū)域也可能存在。了解月球上的水儲量及其分布，對于規(guī)劃未來人類登月任務(wù)和其他太空探索計劃至關(guān)重要。
月球礦物光譜儀通過測量月球表面反射的特定波長光的能量，來推斷月球表面是否存在“水”。科學(xué)家通過精確的單晶衍射和化學(xué)組分分析，在月球樣本中發(fā)現(xiàn)了含水礦物，其結(jié)構(gòu)中包含6個水分子構(gòu)成的分子水，分子水在礦物樣本中的質(zhì)量占比高達(dá)41%。
03 水：星際探索的關(guān)鍵資源
無論是火星的液態(tài)水還是月球的分子水，它們都是人類探索外太空水資源的重要里程碑。水不僅是維持生命的關(guān)鍵資源，而且可以轉(zhuǎn)化為液態(tài)氫和液態(tài)氧作為火箭燃料，這為月球成為太陽系深處或更遠(yuǎn)太空任務(wù)的燃料補給站提供了可能性。
然而，要實現(xiàn)星際旅行和外星定居，我們面臨的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)不止水資源的獲取。太空輻射防護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建、能源供應(yīng)、生命保障系統(tǒng)等大量復(fù)雜的難題有待解決。盡管如此，這些外太空的水發(fā)現(xiàn)，為人類實現(xiàn)星際旅行和定居的夢想，帶來了新的希望。
火星和月球上的水資源發(fā)現(xiàn)，不僅是科學(xué)上的重大突破，也是人類探索宇宙的重要一步。它們?yōu)槲覀兲峁┝岁P(guān)于宇宙中水的分布和特性的寶貴信息，同時也激發(fā)了我們對未知世界的好奇心和探索欲。隨著科技的進(jìn)步和對宇宙的深入了解，我們有理由相信，人類將能夠在宇宙中找到更多的水資源，實現(xiàn)星際旅行和外星定居的夢想。
在未來，我們或許能夠在火星上建立基地，利用其地下水資源進(jìn)行建設(shè)；在月球上，我們或許能夠收集分子水，將其轉(zhuǎn)化為火箭燃料，為深空探索提供支持。這些發(fā)現(xiàn)和設(shè)想，不僅僅是科幻小說中的場景，它們正逐漸成為現(xiàn)實，等待著我們?nèi)ヌ剿骱蛯崿F(xiàn)。
隨著對火星和月球水資源的深入研究，我們有望揭開更多關(guān)于這些星球的秘密，包括水的來源、分布，以及如何在這些星球上有效利用這些資源。這不僅將推動科學(xué)的發(fā)展，也為人類在太空中的生存和探索提供新的機遇。讓我們期待那一天的到來，期待人類在宇宙中的足跡能夠遍布更多角落。
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[4] 李傳福. 月球發(fā)現(xiàn)水源，為太空探索注入新活力[N]..科普時報,2024-08-09（06）.
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