PSR 的平均年龄最多为 18 亿年。月球上不存在古老的水冰库
我们可能不得不重新考虑利用月球水储备的计划。
根据对月球陨石坑的一项新分析,这些破坏和表征月球表面的麻点和凹痕对于长期保留古代水冰库来说太年轻了。
事实上,根据美国行星科学研究所的物理学家 Norbert Schörghofer 和西南研究院的天体物理学家 Raluca Rufu 的说法,大多数包含永久阴影区(未来月球探索的主要焦点)的陨石坑的年龄都小于 22 亿年。
“这些发现改变了我们对月球上水冰位置的预测,也极大地改变了对月球上水冰数量的估计,”舍尔格霍费尔解释道。 “古老的水冰库不再被期待。”
现在,我们知道月球上有水。这并不是真正的问题。我们想知道的是那里有多少水,以及它藏在哪里。近年来,科学家们越来越多地关注永久阴影区域(PSR),例如深坑。
在其他地区,阳光可能会使水变暖并导致水蒸发,但在 PSR 的冷阱中,温度几乎不超过 -163 摄氏度(-260 华氏度),人们认为冰可以保留并积聚,可能超过数十亿年。据估计,这些陨石坑可能含有厚达数米的水冰块。
然而,这些上限估计需要数十亿年的积累。而且 PSR 似乎没有被太阳遮挡足够长的时间来进行这种积累。
这一发现是在一年前发表的一篇论文之后发现的,其中一组研究人员试图解决月球远离地球的速度(每年 3.8 厘米,或 1.5 英寸)与月球年龄之间的差异(45亿年)。简而言之,这两个数字不兼容。
月球南极永久阴影陨石坑的地图,以及它们被太阳遮挡的重新估计时间。 (诺伯特·肖尔霍夫/PSI)
该团队发现,地球和月球之间的共振会导致月球衰退率发生变化。该模型还考虑了月轴方向的变化。
“当我听说他们的结果时,我立即意识到它对在月球上寻找水冰具有深远的影响,”舍尔格霍费尔说。 “在我的合著者 Raluca Rufu 的帮助下,我放弃了手头上的一切工作,开始制定具体细节。”
在太阳系历史的早期,大约 38 亿年前,科学家认为内太阳系曾受到彗星和小行星的轰击。水星、金星、地球和火星都在这次后期猛烈轰炸中遭到猛烈撞击。当然,月球也会如此。
这一点,以及月球形成后仍然炽热且柔软的火山活动,会从月球内部释放出水。如果当时 PSR 还在附近,他们可能会捕获一大堆。
然而,根据月球自转轴重新定向和地月距离演化的最新模型,PSR 的出现要晚得多。研究人员说,这意味着其中的任何冰也一定是最近形成的。
“我们已经能够量化月球 PSR 的真实年龄,”Schörghofer 说。 “PSR 的平均年龄最多为 18 亿年。月球上不存在古老的水冰库。”
这对于探月任务具有非常重要的意义。 NASA 的载人阿耳忒弥斯 III 任务正在部分根据 PSR 的距离来选择着陆点。但从某种程度上来说,这一发现可能是个好消息。我们已经在 PSR 中发现了水冰的证据。
现在,科学家们知道,较旧的 PSR 可能比年轻的 PSR 含有更多的水。
研究人员表示,找出哪些陨石坑较旧将有助于缩小未来载人和无人任务的着陆地点。
他们的研究结果发表在《科学进展》上。