研究称此前测算月岩含水方法或出现高估

这是月球岩石切片的元素平面扫描图，用来测试钙的丰度。图像中磷灰石中钙含量高的区域用亮粉色和红色表示，而周围钙含量低的区域用深蓝色和黑色表示。

新浪科技新闻，北京时间4月8日，根据物理学家组织网站上的一份报告，由洛杉矶加州大学地球、行星和空间科学教授杰里米·博伊斯领导的研究小组最近报告说，科学家以前通过研究月球岩石中磷灰石矿物获得的月球含水量可能是错误的，获得的值可能被高估了。

博伊斯和他的同事创建了一个计算机模型，精确模拟月球早期岩浆岩中磷灰石矿物如何从冷却的岩浆中结晶出来。他们的模拟结果表明，异常富氢磷灰石矿物可能不是在富水地质环境中形成的，而研究人员以前曾在月球岩石中观察到这种磷灰石，并将其作为计算月球含水量的基础。

这一发现彻底颠覆了长期以来的观点，即磷灰石中的氢是月球总含水量的良好指标。博伊斯说:“磷灰石矿物是测量月亮石含水量最广泛使用的方法，但这是不可信的。”他说:“我们的计算结果显示，月球的含水量没有磷灰石显示的那么高。”相关研究已在3月20日出版的《科学》杂志在线版上发表，并将在未来的印刷版上发表。

几十年来，科学家们一直认为月球几乎没有水。然而，2010年科学家在月球岩石样本中发现了富含氢的磷灰石，这似乎表明月球曾经富含水。科学家们最初认为，通过分析从这些微小的磷灰石矿物样品中获得的信息，他们能够恢复早期月球岩浆海洋甚至整个月球的含水量。然而，博伊斯的研究结果表明磷灰石的结果可能具有欺骗性。

Boyce认为月球磷灰石中的高含水量是由于其结晶过程的特征，而不是其在富水环境中的形成。当岩浆逐渐凝结时，如果有水存在，磷灰石可以将氢原子包裹在其晶体结构中。然而，磷灰石只有在氟和氯(最容易结合)几乎耗尽后，其晶体结构中才会包含氢原子。

博伊斯说:“早期形成的磷灰石富含氟，几乎消耗了岩浆中的所有氟，其次是氯。此后形成的磷灰石将在缺乏氟或氯的环境中形成，因此它只能显示出富氢的特性，因为它别无选择。”因此，当氟和氯被完全消耗时，冷凝的岩浆将逐渐从形成贫氢的磷灰石矿物转变为形成富氢的磷灰石矿物。显然，后者不能反映岩浆中的水分含量。

理解月球磷灰石的形成机制的意义超出了简单测量月球岩石和土壤含水量的目的。根据目前的主流月球形成模型，氢和其他挥发性元素不应该存在于月球岩石中。

许多科学家认为月球是在大约40亿年前撞击地球的大碰撞中形成的。如果这个大碰撞理论是正确的，那么形成月球的物质应该已经完全融化，像氢这样的轻元素应该早就在这个过程中蒸发和消散了。由于氢是水分子的关键成分，大撞击过程产生的月球应该是干燥的。

月球带回的大部分岩石样本确实非常干燥，缺乏光元素。然而，在许多月球岩石样品中也发现了富含氢的磷灰石，这让科学家非常困惑。不知何故，尽管月球的形成过程相当剧烈，但月球岩石似乎仍含有水和其他挥发性成分，尽管它们的含量可能没有磷灰石矿物所显示的那么多。

博伊斯说:“我们认为月球已经干燥了40年，现在我们有证据证明我们过去的干燥月球模型并不完美。然而，我们必须非常小心，仔细检查每一条线索，然后才能自信地相信月球上的岩石和地球上的岩石一样富含水分。”

这项研究表明，我们仍然需要研究早期月球的组成和环境。博伊斯说:“我们正在揭开月球形成和演化环境的最重要线索之一。接下来，我们还将评估磷灰石在多大程度上误导了我们以前的研究，并试图绕过磷灰石，探索月球的起源。”(晨风)