月球是怎么变成有陨石坑的星球（月球的火山中隐藏着冰库）
月球是怎么变成有陨石坑的星球（月球的火山中隐藏着冰库）Mondmare 广阔的黑色玄武岩表面和众多熔岩洞穴，证明了月球在大约 20 亿年前还处于活跃状态。但月球上还有另一个潜在的水源：月球火山。珍贵的水被束缚在月球岩石的矿物质中，也像极地地区阴凉寒冷的陨石坑中的水冰一样。然而，这些月球水冰从何而来，究竟有多少，仍有争议。可能的来源是小行星和彗星的撞击，还有地球的等离子体尾或太阳风。
火山作为水的供应者：正如重建表明的那样，尚未确定的水冰层可能隐藏在月球表面下。
因此，地球卫星上的原始火山喷发释放了如此多的水蒸气和其他气体，以至于暂时形成了大气层。
足够的水冰从这些冰层中结冰，形成厚达 400 米的冰层——直到今天，这些冰层的遗迹仍可能保存在风化层之下。
现在很清楚，即使在月球上也有水。
珍贵的水被束缚在月球岩石的矿物质中，也像极地地区阴凉寒冷的陨石坑中的水冰一样。
然而，这些月球水冰从何而来，究竟有多少，仍有争议。
可能的来源是小行星和彗星的撞击，还有地球的等离子体尾或太阳风。
火山爆发作为供水者？但月球上还有另一个潜在的水源：月球火山。
Mondmare 广阔的黑色玄武岩表面和众多熔岩洞穴，证明了月球在大约 20 亿年前还处于活跃状态。
阿波罗任务的样本还表明月球岩浆也含有水。
因此，在喷发期间可能会释放出大量的水蒸气。
来自科罗拉多大学博尔德分校的安德鲁·威尔科斯基和他的同事们，现在已经调查了这是多少水蒸气以及它去了哪里。
他们的假设是：在月球火山喷发后，部分释放的水蒸气可能以冰的形式沉淀在月球寒冷的表面。
这种结冰的水冰可能会在极地冷阱中积聚为厚厚的冰层，如果沉积物超过通过升华和释放到太空中的水分损失的话。
月球有大气层——但只有一部分时间威尔科斯基和他的同事使用物理模拟来研究这种情况是否真实，以及它对今天仍然存在于月球上的水冰沉积物可能意味着什么。
研究人员根据之前的研究计算了月球喷发的数量和规模，假设每次喷发约 100 立方公里的熔岩，总共约 1000 万立方公里。
重建结果显示：平均而言，月球火山喷发释放出约 12 亿吨水蒸气和其他气体，足以让月球拥有稀薄的大气层，至少是暂时的。
研究人员报告说：“这种大气的寿命约为 2500 年。”
在此期间，一些气体逃逸到太空中，但大约 40% 的水蒸气结冰并以霜的形式沉积。
曾经从地球上可见的霜层火山气体凝结出的霜冻出现在月球表面足够冷的任何地方：在两极，但也在月球的夜晚。
“由于月球温度每日剧烈波动，所有纬度的夜间都可能形成霜冻，”威尔科斯基和他的同事报告说。
冰层在夜间增长，在黄昏前达到最大厚度。
这种月球“雾凇”甚至可能已经厚到足以从地球上看到。
研究人员描述了这一景象：“它将被视为从早晨的终结者延伸到夜晚的明亮层。”
在两极也可以看到白色的冰盖。
月球两极的厚冰层然而，决定性的因素是，虽然大部分夜间霜冻沉积物在接下来的农历日再次蒸发，但在月球永久寒冷的极地地区情况有所不同：那里的温度低到足以在农历日保持水冰。
根据重建结果，随着时间的推移，在南北 80 度平行线以外的地区可能会形成高达 410 米厚的冰层。
那里积累的水冰数量相当可观：根据研究人员的计算，北极可能会沉积30亿吨水冰，南极可能会沉积超过50亿吨。
尽管这些原始冰储备中的一些已经升华到今天，但大部分水冰本来可以保存下来。
该团队将这些沉积物放在月球南极和北极，分别达到 35 亿吨和 16.5 亿吨。
但这块冰在哪里？
“今天在月球上看不到这些巨大的冰沉积物这一事实，意味着它们必须被掩埋或与风化层混合，”威尔科斯基和他的同事说。
在数百万年的过程中，微陨石和陨石的撞击将月球底土的上层混合在一起，使得冰层逐渐被覆盖。
“因此，厚厚的冰层很可能隐藏在月球表面以下 5 到 10 米处，”合著者保罗海恩说。
在他看来，机器人挖掘在未来的月球南极任务中可能是值得的。
“我们真的应该开始寻找那个，”海恩说。
因为对于未来的宇航员和月球殖民地来说，这种水冰将是一种受欢迎和必要的资源。
参考资料：
（行星科学杂志，2022；doi:10.3847/PSJ/ac649c）
