通過研究月巖磷灰石礦物得到的月球含水量可能是錯誤的 _神秘

這是一張月巖切片的元素面掃圖，測試的是鈣元素豐度，圖像中磷灰石內高鈣含量的區域用明亮的粉色和紅色表示，而周遭鈣元素含量較低的區域則用較暗的藍色和黑色表示。
（）據新浪科技（晨風）：物理學家組織網站報道，近日，美國加州大學洛杉磯分校地球，行星與空間科學學院教授杰里米·博伊斯(Jeremy Boyce)領導的一個研究組報告稱，此前科學家們通過研究月巖磷灰石礦物得到的月球含水量可能是錯誤的，其得到的值會出現高估。
博伊斯和他的同事們創建了一個計算機模型，用以精確模擬在月球早期巖漿巖時期磷灰石礦物如何從冷卻的巖漿中結晶出來。他們的模擬結果顯示，那些異常富氫的磷灰石礦物可能并非形成于富水的地質環境，而此前研究人員在月巖中觀察到這類磷灰石，并將其作為計算月球水含量的一項依據。
這項發現將人們長期以來的觀點，即磷灰石中的氫是月球整體水含量良好指示標志的看法整個地顛覆了。博伊斯表示：“磷灰石礦物是此前最被廣泛采用，用于測算月巖水含量的手段，但這是不可信的。”他說：“我們的計算結果認為，月球上并沒有像磷灰石向我們所展示的那么高的水含量。”有關的研究已經發表于3月20日出版的《科學》雜志在線版，并將將在未來的印刷版中刊出。
數十年以來，科學家們相信月球是幾乎沒有水的。然而，2010年科學家們月球巖石樣品中發現富氫的磷灰石，這似乎暗示月球在過去曾經富含水分。科學家們起先認為他們將可以通過對這些微小的磷灰石礦物樣品分析獲得的信息來反演早期月球巖漿洋，甚至是整個月球的含水量，而此次博伊斯的研究結果則認為磷灰石得到的結果可能具有欺騙性。
博伊斯相信月球磷灰石中顯示的高水含量是由于其結晶過程的特點導致的，而非由于其本身形成于富水的環境之中。當巖漿逐漸冷凝時，如果存在水，磷灰石可以將氫原子包裹進其晶體結構之中。然而，磷灰石只有在其最容易結合的氟和氯幾乎耗盡之后才會接下來將氫原子包括進其晶體結構之中。
博伊斯表示：“早期形成的磷灰石高度富氟，以至于它幾乎將巖漿中的氟都消耗殆盡了，然后是氯。在那之后形成的磷灰石便會形成于一個缺乏氟或氯的環境中，于是它只能顯示富氫特征，因為它已經別無選擇了。”因此，當氟和氯消耗殆盡之后，冷凝中的巖漿將逐漸從形成貧氫的磷灰石礦物向形成富氫的磷灰石礦物轉變。而很顯然，后者并不能反映巖漿中的水含量情況。
理解月巖磷灰石形成機理的意義超越了僅僅簡單的測算月球巖石和土壤中水含量的目的。根據目前主流的月球形成模型，氫和其他揮發分元素不應當存在于月球巖石之中。
許多科學家認為月球是在一次大約發生在40億年前地球遭受的大碰撞中形成的。如果這一大碰撞理論是正確的，那么后來形成月球的物質應當已經完全熔化，像氫這樣的輕元素在此過程中應當早就已經揮發散失殆盡。而由于氫是組成水分子的關鍵成分，大撞擊過程產生的月球應當是干燥的。
月球帶回的巖石樣品絕大部分也的確是非常干燥的，并且缺乏輕元素。但在很多月巖樣品中也都檢出了富氫的磷灰石，這讓科學家們非常困惑。不知怎的，盡管月球的形成過程相當狂暴，但月球巖石中似乎仍然保存了水和其他的揮發分成分，盡管它們的含量可能并沒有磷灰石礦物所暗示的那么多。
博伊斯表示：“我們在40年里一直相信月球是干燥的，而我們現在有證據證明我們過去的干燥月球模型并不完美。然而，我們必須非常謹慎并仔細審查手上的每一條線索，之后才能有信心地認為月球上的巖石和地球上的一樣含有豐富的水分。”
【通過研究月巖磷灰石礦物得到的月球含水量可能是錯誤的】這項研究顯示，我們對于早期月球的組成和環境情況方面還有很多需要研究。博伊斯表示：“我們正揭開有關月球形成以及演化環境的最重要線索之一。下一步，我們還將評估磷灰石究竟在多大程度上誤導了我們過去的研究，并嘗試繞過磷灰石，探查月球的起源過程。”