我国科学家在月壤中首次发现分子水，揭示月球水存在新形式

一项重大科学发现震惊了国际天文学界，中国科学院物理研究所和北京凝聚态物理国家研究中心的科研团队，在嫦娥五号带回的月球样本中，首次发现了分子水，这一发现不仅证实了月球上存在水分子，而且揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式，为月球演化研究和资源开发提供了新的线索。

该研究成果已在学术期刊《自然-天文学》在线发表，引起了广泛关注，研究团队由中国科学院物理研究所研究员陈小龙、副研究员金士锋、博士研究生郝木难等核心成员组成，并联合了北京科技大学、天津大学、中国科学院青海盐湖研究所和郑州大学的多位专家。

月球上是否存在水，一直是科学家们关注的焦点，水对于生命的存在至关重要，同时也是太空探索和资源开发的关键因素，自1969年至1972年阿波罗任务期间采集的月球样品中，科学家们并未发现任何含水矿物，导致月球不含水成为之后几十年月球科学的基本假设，随着科技的发展和探测手段的进步，科学家们开始重新审视这一问题。

1994年，克莱门汀探测器对月球两极的观测提示了极区永久阴影区月壤中可能存在水冰，2009年，月船一号搭载的月球矿物绘图光谱仪也发现了月球表面存在太阳风导致的羟基和/或水分子信号，尽管有这些间接证据，但直接在月球样品中发现水分子仍然是一个巨大的突破。

嫦娥五号采集的月壤样品属于最年轻的玄武岩，且是迄今为止纬度最高的月球样品，科研团队利用单晶衍射和化学分析技术，在这些珍贵的样品中发现了一种富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1，这种矿物以一种成分为(NH4,K,Cs,Rb)MgCl3·6H2O的水合矿物形式出现，其中包含了多达六个结晶水，令人惊讶的是，水分子在样品中的质量比高达41%。

通过红外光谱和拉曼光谱分析，科学家们清晰地观察到了源于水分子和铵的特征振动峰，晶体的电荷密度图也清晰地显示了水分子中的氢原子，这些证据确凿地表明了水分子在月球上的存在。

ULM-1的晶体结构和组成与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相似，这可能为月球上的水和氨的来源提供新的线索，科研团队还进行了严格的化学和氯同位素分析，以确保这一发现的准确性，纳米二次离子质谱数据显示，该矿物的Cl同位素组成与地球矿物显著不同，而与月球上的矿物相符，进一步支持了这一发现。

该六水矿物的存在对月球火山气体的组成给出了重要的约束，热力学分析表明，当时月球火山气体中水的含量下限与地球上最干燥的伦盖火山相当，这一发现揭示了月球火山脱气的复杂历史，对探讨月球的演化过程具有重要意义。

与易挥发的水冰不同，这种水合盐在月球高纬度地区非常稳定，即使在广阔的月球阳光照射区也可能存在，这为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性，尤其是在水资源方面。

我国科学家在月壤中首次发现分子水，这一里程碑式的发现将深刻影响我们对月球的认知，也为未来的太空探索和资源开发指明了新方向。