您现在的位置是: >>正文
月壤中发现富含水分子的矿物 – 材料牛
61352人已围观
简介月球是否存在水,一直是月球科学研究与资源利用的核心议题,吸引了学术界长达数十年的关注。历史上,阿波罗任务采集的月壤中没有发现任何含水矿物,曾一度让科学界认为月球是干燥的荒漠。直到近年来,一系列遥感任务 ...
月球是月壤否存在水,一直是现富月球科学研究与资源利用的核心议题,吸引了学术界长达数十年的含水关注。历史上,矿物阿波罗任务采集的材料月壤中没有发现任何含水矿物,曾一度让科学界认为月球是月壤干燥的荒漠。直到近年来,现富一系列遥感任务在月球两极的含水永久阴影区和部分月球光照区,发现了月球水存在的矿物证据。运用高灵敏度的材料表征技术,人们陆续在部分阿波罗样品中发现了PPM(百万分之一)量级的月壤“水”(羟基OH-)。截至目前,现富返回的含水月壤中依然没有发现水分子(H2O)存在的确凿证据。分子水在月表的矿物存在形式也一直不为人知。
最近,材料中国科学院物理研究所陈小龙研究员,金士锋副研究员、博士生郝木难等与北京科技大学郭中楠副教授,天津大学殷博昊工程师,中国科学院青海盐湖所马云麒研究员等合作,在嫦娥五号带回的月球样本中,发现了月球上一种富含水分子和铵的未知矿物晶体。这一发现标志着首次在月壤中发现了分子水,同时揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。
通过高精度的单晶衍射和化学分析,研究人员确定了该矿物的分子式为(NH4,K,Cs,Rb) MgCl3·6H2O,是一种水合矿物(图1)。其结构中含有多达六个结晶水,水分子在样品中的质量比高达41%(图2)。红外和拉曼光谱可以清晰的观察到水分子和铵的振动峰(图1),电荷密度分析可以分辨出水分子中的氢(图2)。该矿物的晶体结构与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相同。在地球上,该类矿物是由热玄武岩与富含水和氨的火山气体相互作用形成,暗示了月球水与火山活动的紧密联系。
为了确保这一发现的准确性,研究人员进行了严格的化学和氯同位素(37Cl/35Cl)分析。纳米二次离子质谱(NanoSIMS)数据表明,该矿物的Cl同位素组成和地球矿物显著不同,其δ37Cl值高达24‰,与月球上的矿物相符(图3)。对该矿物化学成分和形成条件的分析,进一步排除了地球污染或火箭尾气作为这种水合物的来源。该六水矿物的存在对于月球火山气体的组成形成重要的约束。基于热力学分析,当时月球火山气体中水的含量下限与目前地球中最为干燥的Lengai火山相当(图4),这对于我们理解月球的演化过程具有重要意义。这些发现揭示了一个复杂的月球火山脱气历史。
这种水合矿物的发现还为我们揭示了月球上水分子可能存在的一种形式——水合盐。与易挥发的水冰不同,这种水合物在月球高维度地区(嫦娥5号采样点)非常稳定。这意味着,即使在广阔的月球阳光照射区,也可能存在这种稳定的水合盐,为月球资源的利用和探索提供了更为广阔的前景。月球表面水合矿物的发现标志着对月球水和铵研究的重大突破,也为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性。
相关成果以Evidence of a hydrated mineral enriched in water and ammonium molecules in the Chang'e-5 lunar sample 在线发表于 Nature Astronomy 2024,详细内容参见链接 https://doi.org/10.1038/s41550-024-02306-8,金士锋副研究员和郝木难为共同第一作者,陈小龙研究员为通讯作者。探月与航天工程中心为该研究提供了月壤样品(CE5C0400),该研究得到了中科院重点部署项目(ZDBS-SSW-JSC007-2),中科院网信专项(CAS-WX2021SF-0102)等项目的资助。
图1. ULM-1的照片和成分组成。a. CE5土壤样本的照片,b.ULM-1单晶照片,c. EDS光谱,d. EPMA光谱,e.拉曼光谱,f. IR光谱。
图2.ULM-1的晶体结构和电荷密度。
图3.不同地球和地外行星物质中氯同位素的分布。
图4.ULM-1结晶对月球火山气体中水逸度的限制。
封面图
Tags:
相关文章
青岛天铁光伏收电名目并网收电 年提供330万度净净电力
4月10日,青岛天铁13号线3兆瓦扩散式光伏收电名目正式并网收电,那是青岛天铁建成启用的尾个树模性光伏名目。光伏收电是操做半导体界里的光去世伏特效应而将光能直接修正成电能的一种足艺,是国家比去多少年去 ...
阅读更多浑华小大教孙晓丹/苏州小大教林俊AFM启里:热化疗散漫妄想工程治疗类风干性关键炎 – 质料牛
浑华小大教孙晓丹/苏州小大教林俊课题组从类风干性关键炎RA)战肿瘤的相似性中患上到开辟,坐异性天将肿瘤疗法引进RA的治疗中。幽默的是,肿瘤疗法热化疗与妄想工程的结分解功天被用于消除了炎症战再去世RA迷 ...
阅读更多苹果2026年用意量产带摄像头模块的新款AirPods
驰誉阐收师郭明錤远日吐露,苹果正自动拷打一项坐异用意,估量将于2026年量产新款AirPods,那款耳机将初次装备相机模组,标志与AirPods系列的一次宽峻大降级。据悉,新款AirPods所拆载的相 ...
阅读更多
热门文章
最新文章
友情链接
- 北都门小大兰亚坤 Nat. Co妹妹un.:cMOF背载单Cu位面助力CO2复原复原为CH4 – 质料牛
- 浪潮疑息推出AIGC存储处置妄想
- 微疑纳费揭示功能正在哪 微疑纳费揭示功能激进/启闭格式
- 网战擅可掬均56款APP是若何回事 网战擅可掬均56款APP最喜爱的有哪些?
- 甲骨文推出HeatWave GenAI,散成数据库内小大模子
- QQ8.1.3内测版新删了甚么功能 QQ8.1.3内测版更新功能一览
- 黄维&庞悲 NSR:单配体战HSAB策略劣化MOF纳米晶体真现晃动的电化教循环功能 – 质料牛
- 鼻孔塞珍珠自拍是甚么梗 抖音鼻孔塞珍珠自拍介绍
- 微疑刷脸若何收电子立室证 微疑收与电子立室证的格式
- 村落田中国将明相2024慕僧乌上海电子展