月球上有水，能否变得一片葱茏

    2019年，中国科学家率先在月球上令一颗种子发芽长出叶片，震惊全世界。

    最近，在我国“嫦娥五号”带回的月壤样品中，中国科学院物理研究所的陈小龙团队又发现了一种富含水分子和铵的矿物晶体，水分子在样品中的质量比高达41%。这一发现为月球上存在稳定水分子提供了新的证据。

    于是，无数人开始畅想：有一天，我们可以在月球上种菜、种草，最后令月球表面一片葱茏……

    虽然目前来说，这仍是不可能实现的。不过在科学家们的共同努力下，未来会有很多可能。

    新发现的“水分子”非常稳定

    人类早已发现月球上是可能有水分子存在的。

    比如，我们在观察月球的火山口湖结构时，就发现存在水停留过的痕迹，这说明可能月球内部原本是有水的，这些水还曾经通过火山活动被释放到了表面；

    此外，在月球两极附近的永久阴影陨石坑中，也曾检测到的大量水分子。这些水分子通常被认为是以水冰的形式存在，极其不稳定。

    之前一直缺乏来自月球上高纬度和极地地区的土壤样本，我们始终无法获得水分子存在的确凿证据。但“嫦娥五号”探月成功，打破了这一局面。

    在“嫦娥五号”带回的月壤中，科学家曾发现一种封存着水的“撞击玻璃珠”，它们形成于一些小天体撞击月球时——当月球表面的土壤和岩石，在高速撞击的瞬间被高温和高压融化，熔体经过时间冷却，就形成了这种“撞击玻璃珠”。

    研究分析了32个样本后发现，每个玻璃珠中的含水量约为样本个体的0.05%，研究人员认为，根据取样玻璃珠数量的比例推算，月壤中的储水量能达到约2700亿吨。地球上的三峡水库最大蓄水量也只有393亿立方米，也就是说，月球上的储存水可能远远超出了人们的想象。

    但对于“撞击玻璃珠”储存的水，人们仍无法判断其准确来源，科学家分析，它们有可能是来自于太阳风、彗星和陨石等外来的来源。

    而最近这一次，研究人员在“嫦娥五号”带回的月壤中的多个矿物碎屑中又发现一种棱柱形板状透明晶体，其中存在大量稳定形态的“水”——这种晶体被命名为ULM-1，在晶体矿物中，“水”正以一种水合物的形式呈现。

    研究人员已经排除了这种水合物来源于地球污染或火箭尾气的可能，同时证明这种水合物的分子式中含有多达6个结晶水，水分子在样品中的质量比更高达41%，而且含有这种水分子的ULM-1矿还是在月球高纬度地区（“嫦娥五号”采样点）以非常稳定的状态存在，可能有助于在阳光照射的月球表面更长时间地保存分子水。

    也可以说，这一次发现的，更有可能是真正“本地产”的“月球水”。

    “水合物”还自带氮肥和钾肥？

    水资源是各种太空研究中必不可少的重要资源，水不仅可以供人类饮用，还可以通过电解产生氧气和氢气，为宇航员提供呼吸用氧和火箭燃料用氧。如果人类要以月球为中转站继续探索外太空，月球上如果有可利用的水资源，将大大减少从地球往太空中运送资源的成本。

    所以，这次新发现的月球水分子，确实为月球资源的开发和利用提供了新思路，有可能改变未来月球资源的开发模式，也因此更加稳固了月球作为人类探索更广袤太空的中转站的地位。

    有趣的是，研究人员陈小龙特别表示，本次发现的这类含水合物矿中不仅富含铵，还含有少量的钾。铵是一种氮肥，钾属于钾肥，它们都是地球上植物茂盛生长所必需的元素。因此陈小龙认为：“这个发现为今后人类在月球上种植作物提供了很大可能性。”

    这无疑让人类一直以来想在月球上种菜的梦想又一次插上了翅膀——或许，真的可以利用这些资源在月球上进行植物栽培甚至大规模农业生产？至少可以在月球基地内种植一些蔬菜、粮食作物等，让月球基地人员能实现部分食物的自给自足吧。

    其实早在2013年，美国国家航空航天局（NASA）就宣布了一个在月球种菜的计划，只是到目前为止，NASA仍没有相应成果的公布。

    在2019年1月，中国科学家倒是宣布已成功地在月球上利用特殊装置让一个小小的种子发芽，并长出了嫩绿的叶子。美国科学促进会出版的学术期刊《科学（Science）》曾将这起实验收录其中，称之为“人类（月球种植）的首次实验”。

    不过，这个实验也仅限于在一种全封闭的特制的生物科普试验载荷罐里完成，用的是特制的生物专用水浇灌。但研究人员没能被观察到这棵植物开花、结果，因为随着当时实验环境的变化，并没有能让它继续生长的条件，最后这株“发芽的植物”只能与其他几种一起参与实验的种子（因实验条件有限，未能观察到它们是否发芽）一起，被永久封存在那个生物科普试验载荷罐内，慢慢分解成无害的有机物。

    我们早就知道，月球上几乎没有大气层，太阳辐射强度非常高；月球表面在太阳直射情况下，白天温度可以达到120℃，在没有太阳时，月球的夜晚温度范围则在-183℃到-150℃之间，温差也十分大；而且月球的昼夜周期大概是27.32天，接近于地球上的一个月；月壤本身也不适合种植，中山大学生命科学学院郭金虎教授在《走出地球的生命》一书中曾写到过一点。

    月壤是在陨石和微陨石的频繁撞击、撞击溅射物堆积、宇宙射线和太阳风的轰击以及剧烈的温差促使月表岩石热胀冷缩破碎等机械作用下形成的一种“风化浮土”，本身不含有机质。就算能在月球上找到大量含有稳定水分子的晶体矿，想利用它们改造月球现有的环境，成本也会相当高。

    如何利用月球水资源，将会是下一个巨大的技术挑战。

    （《羊城晚报》8.2 克莉斯汀）