图片显示了月球表面水冰的浓度。左侧显示了南极及其陨石坑内大量的冰，右侧显示了北极更零星、分布更广的冰。（图片来源：NASA）我们已经看到了水星和谷神星表面冰存在的证据，但现在我们可以将一个离我们近得多的天体也加入这个俱乐部了。8月20日发表在《美国国家科学院院刊》上的研究表明，月球两极附近寒冷、黑暗的陨石坑顶部存在水冰的特定信号——这是首次证明月球表面存在冰。这个故事听起来可能很熟悉，那是因为这并不是我们第一次在月球上发现水分子。早在2009年，当NASA的月球陨石坑观测与传感卫星（LCROSS）撞入南极的第谷陨石坑并暴露其地下时，就已检测到水，但这只证明水存在于月球内部，而不一定存在于月球表面。其他仪器也曾探测到类似表面冰的反射表面，但像反光土壤这样的物质很容易解释这些现象，使发现的结论不够确定。为了最终获得一些确凿的证据，一组科学家回顾了NASA的月球矿物学测绘仪（M3）的数据，这是一种可见光和红外光谱仪，在2008-2009年印度月船1号轨道飞行器任务期间搭载。M3能够直接测量月球表面分子对红外光的吸收情况，从而区分表面冰、液态水、矿物中的水以及地表下的水。它还能检测出表面冰经常发出的特定反射特性。当他们将这两个因素结合起来时，他们发现了反射特性，以及分子与红外光之间明确的相互作用，这表明月球表面存在水冰。月球南极的陨石坑中显示出高浓度的冰，而北极的冰则更分散地分布在表面。为什么冰会聚集在两极和陨石坑附近，这也不是一个完全的谜团。深邃、寒冷的陨石坑通常被称为“冷阱”——这些地方非常寒冷，以至于里面的水蒸气会结冰，并且在相当长的时间内（可能数十亿年）无法逃逸。由于月球的倾斜和自转，两极附近的冷阱可以避开阳光直射，温度最高只有-250华氏度（-121摄氏度）。与赤道最高260华氏度（126摄氏度）的温度相比，寒冷的极地盆地更有可能保留水。这对宇航员来说是个好消息。表面冰可能比地下水更容易获取，这在未来的载人任务中可能很有用。表面冰的量未知，但如果足够的话，任务可以将其用作饮用水，将其转化为氧气供呼吸，或者通过将其转化为氧气和氢气来用作火箭燃料。关于新发现的表面冰，我们仍然有很多未知之处，但进一步的探索可能有助于我们了解它是如何形成的，以及它在月球神秘的形成和演化过程中扮演了什么角色。
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