月球将成为人类探索太空的中转站（月球火山可能为未来的宇航员提供饮用水和火箭燃料）

月球将成为人类探索太空的中转站（月球火山可能为未来的宇航员提供饮用水和火箭燃料）“在地表以下5或10米处，你可能会有大片的冰，”APS和LASP的助理教授Hayne说。对于未来的月球探险家来说，这是一个潜在的赏金，他们将需要水来饮用并加工成火箭燃料，该研究的共同作者Paul Hayne说。他和他的同事本月在《行星科学杂志》上发表了他们的发现。科学家认为，月球的蛇状施罗特山谷是由熔岩流过地表而产生的。图片来源：NASA Johnson研究人员利用计算机模拟或模型，试图在地球上出现复杂生命之前很久就重建月球上的条件。他们发现，古月火山喷出大量的水蒸气，然后沉降到地表，形成可能仍然隐藏在月球陨石坑中的冰层。如果当时有人类还活着，他们甚至可能在月球表面的昼夜边界附近看到了一丝霜冻。

NASA的月球勘测轨道飞行器看到的月球东方盆地。图片来源：NASA GSFC

数十亿年前，一系列火山喷发在月球上肆虐，在炽热的熔岩中覆盖了数十万平方英里的球体表面。在漫长的岁月里，熔岩创造了黑暗的斑点，或玛丽亚，使月亮的脸在今天具有独特的外观。

现在，科罗拉多大学博尔德分校（CU Boulder）的一项新研究表明，火山可能对月球表面留下了另一个持久的影响：点缀着月球两极的冰片，在某些地方，可以测量数十甚至数百英尺厚。

“我们设想它是月球上随着时间的推移而积累的霜冻，”这项新研究的主要作者，天体物理和行星科学系（APS）和CU Boulder大气与空间物理实验室（LASP）的研究生Andrew Wilcoski说。

他和他的同事本月在《行星科学杂志》上发表了他们的发现。

科学家认为，月球的蛇状施罗特山谷是由熔岩流过地表而产生的。图片来源：NASA Johnson

研究人员利用计算机模拟或模型，试图在地球上出现复杂生命之前很久就重建月球上的条件。他们发现，古月火山喷出大量的水蒸气，然后沉降到地表，形成可能仍然隐藏在月球陨石坑中的冰层。如果当时有人类还活着，他们甚至可能在月球表面的昼夜边界附近看到了一丝霜冻。

对于未来的月球探险家来说，这是一个潜在的赏金，他们将需要水来饮用并加工成火箭燃料，该研究的共同作者Paul Hayne说。

“在地表以下5或10米处，你可能会有大片的冰，”APS和LASP的助理教授Hayne说。

临时气氛

这项新研究增加了越来越多的证据表明，月球可能被淹没的水比科学家曾经认为的要多得多。在2020年的一项研究中，海恩和他的同事们估计，近6000平方英里的月球表面能够捕获和悬挂在冰上 - 主要是在月球的北极和南极附近。所有这些水最初来自哪里尚不清楚。

“目前有很多潜在的消息来源，”海恩说。

火山可能是一个大火山。这位行星科学家解释说，从20亿年到40亿年前，月球是一个混乱的地方。在此期间，数以万计的火山在其表面喷发，产生了巨大的河流和熔岩湖，这与你今天在夏威夷可能看到的地貌没有什么不同 - 只是更加巨大。

描绘了数十亿年前在月球表面形成的霜冻。图片来源：Paul Hayne

“它们使地球上几乎所有的喷发相形见绌，”海恩说。

休斯敦月球与行星研究所（Lunar and Planetary Institute）科学家最近的研究表明，这些火山也可能喷出主要由一氧化碳和水蒸气组成的高耸云层。然后，这些云围绕月球旋转，可能产生稀薄而短暂的大气层。

这让海恩和威尔科斯基想知道：同样的大气层是否会在月球表面留下冰，有点像在寒冷的秋夜后在地面上形成的霜冻？

永远的冰

为了找到答案，两人与LASP的研究助理玛格丽特·兰迪斯（Margaret Landis）一起，在数十亿年前开始尝试将自己置于月球表面。

该团队使用的估计是，在高峰期，月球平均每22，000年经历一次喷发。然后，研究人员追踪了火山气体如何围绕月球旋转，随着时间的推移逃逸到太空中。而且，他们发现，条件可能已经变得冰冷。
根据该小组的估计，大约41%的火山水可能以冰的形式凝结在月球上。

“大气层逃逸了大约1000年，所以有足够的时间形成冰，”威尔科斯基说。

事实上，月球上可能有如此多的冰，可以想象，你可以从地球上发现霜和厚厚的极地冰盖的光泽。该小组计算出，在此期间，大约18万亿磅的火山水可能凝结成冰。这比目前密歇根湖的水还多。研究暗示，月球的大部分水今天可能仍然存在。

然而，那些太空冰块并不一定容易找到。大部分冰可能已经积聚在月球两极附近，并可能被埋在几英尺的月球尘埃或风化层下。

海恩说，还有一个原因，就是人类或机器人回过头来开始挖掘。

“我们真的需要深入研究并寻找它，”他说。

参考文献：“月球上火山诱导的瞬态大气的极地冰积聚”，作者：Andrew X. Wilcoski，Paul O. Hayne和Margaret E. Landis，2022年5月3日，行星科学杂志。
DOI： 10.3847/PSJ/ac649c