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研究发现,月球极地表面OH/H2O的丰富程度在太阳风和地球磁层中保持相同水平。他们认为,来自地球磁层的粒子(不同于太阳风)有助于月球的水合作用。
在阿波罗登月时代之前,由于极端温度和太空环境的恶劣,月球曾被认为像沙漠一样干燥。此后,许多研究发现了月球上有水:在阴暗的两极陨石坑中有冰,在火山岩中有水,在月球土壤中有意想不到的铁锈沉积物。尽管有了这些发现,但对于月球地表水的范围和来源仍然未能真正确认。
虽然太阳风可能是月球表面水的来源,但计算机模型显示,在满月后大约3天内,当太阳风经过地球磁层时,在高纬度地区,多达一半的水会蒸发消失。
流行的理论认为,一方面,在太阳风推动下,带正电的氢离子轰击月球表面,并自发反应生成水;另一方面,地球的“守门员”磁层可以阻挡太阳风到达月球。但研究人员分析月球表面的OH/H2O发现,月球表面的水在地球磁层屏蔽下不会消失。
通过比较太阳辐射穿过地球磁层之前、期间和之后的一系列月球水面图,研究人员发现,月球上的水可以由地球磁层离子流动(也被称为“地球风”)补充。“忒米斯-阿尔忒弥斯号”探测器描绘了太阳风和地球磁层风中离子的独特特征,“月亮女神号”探测器则证实了这些来自地球的离子在月球附近的存在。
此前,“月亮女神号”探测器在月圆时的观测发现,高浓度的氧同位素从地球臭氧层中泄漏出来,进入月球的土壤中;同时,在地球散逸层中也发现了大量的氢离子。这些磁层粒子的混合流动从根本上不同于太阳风的流动。因此,这项研究中对月球地表水的最新检测驳斥了地球磁层屏蔽假说。相反,研究认为,地球磁层本身就创造了一座“水桥”,可以为月球补充水分。
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