月球两极解密：有冰吗？能建基地吗？

最近，嫦娥四号在月球背面着陆，并在月球背面南极艾肯盆地的冯卡门陨石坑着陆。月球的背面这么大，嫦娥四号为什么要在月球的南极“定居”呢？我们对月球两极了解多少？

北京大学地球与空间科学学院的郭迪军博士告诉《科学日报》，月球两极可能含有水冰，这是了解月球两极最重要的意义。嫦娥四号软着陆区位于月球最古老的南极艾肯盆地，是了解月球早期演化的重要线索。同时，月球的南极大致位于月球上三个地体的交界处，这是理解月球构造框架的关键。

“与月球的其他部分相比，人类仍然缺乏对月球两极的了解，尤其是在光学特征方面，而且没有样本数据。”郭迪军说，与地球两极相比，月球两极的永久阴影区温度较低，没有冰川和海洋，没有生命，没有磁场，而且除了可能存在水冰之外，表面主要是硅酸盐矿物。

地球的两极覆盖着冰雪。月球两极有冰吗？

郭迪军说，科学界迄今为止已经发现了一些月球两极存在水冰的证据，并形成了初步的认识。

1961年，沃森和加州理工学院的其他人首次提出了月球两极存在水冰的假设。后来，在阿波罗登月探险收集的月球样本中发现了水冰的信号，但人们普遍认为这是由地球大气中的水蒸气污染造成的。2009年，美国发射了LCROSS高速撞击月球永久阴影区，以探测撞击形成的溅射物质中是否存在水冰。仅观察到可能存在羟基的证据。探测水存在的其他直接和间接证据，如雷达和中子谱仪数据，一直存在争议。

“月球两层的永久阴影区为水冰的稳定存在提供了必要的条件。”郭迪军说，由于月球的旋转轴几乎垂直于阳光的方向，月球两极密集分布的陨石坑使海拔高度波动很大。因此，在月球的两极有一些区域永远不会接受阳光直射，称为永久阴影区。最新数据显示，它们在北极和南极的面积分别达到约16055平方公里和12866平方公里。这里的温度非常低，最低温度可达-250摄氏度。

然而，水冰的形式和内容仍有争议。不同的遥感数据与同一数据的解释之间仍存在矛盾，尚未达成共识。

如果月球上有水，或者广义上的水，羟基，可能有几种来源:彗星水、太阳风注入的水，以及火山爆发时脱气产生的岩浆水郭迪军说，月球两极水的确认需要进一步探索，特别是在永久阴影区着陆。

月球极适合建造月球基地吗？

“在月球两极建立月球基地的主要原因之一是在永久阴影区可能有水。如果能够确定水的存在，两极将是建立月球基地的首选。”郭迪军说道。

2018年1月，媒体报道称，美国宇航局在月球北极附近发现了一个熔岩洞，或者这可能是月球基地的理想位置。

郭迪军说，熔岩洞的表面有几十米的月球地壳，这提供了一个天然的保护壳，防止撞击事件和宇宙射线辐射，并可以保护基地和内部工作人员的安全。另一方面，熔岩洞的特殊结构使其内部保持较窄的温度波动范围，其温度条件比月球表面更适合建立月球基地。

然而，建立月球基地需要大量尖端技术，尤其是两极的极端温度环境，还需要更严格的工程技术和创造性的设计。

在登月完成之前，人类主要依靠遥感探测和模型模拟来了解月球的两极。人类登上月球两极后，可以当场测量月球表面的物理、化学性质和空间环境。此外，他们可以从两极收集样本。

郭迪认为，探测两极的主要困难包括照明条件差和光学探测困难。两极的温度很低，对着陆器和检查员的要求很高。地形复杂，起伏不平，需要测量和控制。