大陸科學家在月球土壤中 首次發現分子水
2020年12月，大陸太空船「嫦娥五號」從月球帶回1731克土壤樣品，是人類首次獲得的月球表面年輕火山岩區樣品，近日中國科學家首次在上述月壤中發現分子水，並揭示水分子和銨在月球上的真實存在形式。
大陸中科院物理研究所近日發表文章稱，大陸科研人員近日在嫦娥五號帶回的月球樣本中，發現月球上一種富含水分子和銨的未知礦物晶體——ULM-1。這一發現標誌首次在月壤中未知礦物晶體ULM-1發現了分子水，同時揭示了水分子和銨在月球上的真實存在形式。
中科院物理所的文章指出，月球上是否存在水對月球演化和資源開發至關重要，並引發學術界長達半個多世紀的研究探索。對1969年至1972年採集的阿波羅樣品的研究表明，月壤中未發現任何含水礦物。此後，月球不含水成為月球科學的基本假設，對認識月球火山演化，月地起源等問題產生了重大影響。
直到1994年，由彈道飛彈防禦組織（原星戰計畫）和NASA共同執行的月球任務「克萊門汀」（ Clementine）探測器對月球兩極進行觀測，認為極區永久陰影區的月壤中可能存在水冰，開始改變這觀點。
中科院物理所說，2009年，印度的「月船一號」搭載月球礦物繪圖光譜儀，發現月球表面存在太陽風導致的羥基（OH-）和／或水分子訊號。同年，美國NASA發射的「月球觀測和傳感衛星」（LCROSS），以2.5公里／秒速度撞擊了月球永久陰影區，對撞擊塵埃的遙感測量顯示了水的訊號。最近，遠距探測資料表明月球光照區也有水分子存在的跡象。針對當年採集的阿波羅月球樣品，人們近年運用高靈敏度表徵技術（representation），在部分玻璃和礦物中發現了PPM（百萬分之一）量級的「水」（H+，OH-或H2O），但沒有水分子存在的確鑿證據。
基於單晶衍射和化學分析，研究發現這些月球水和銨以一種成分為(NH4,K,Cs,Rb) MgCl3·6H2O的水合礦物形式出現。該礦物分子式中含多達6個結晶水，水分子在樣品中的品質比高達41%。在紅外線和拉曼光譜（Raman spectroscopy）上，均可清晰觀察到源於水分子和銨的特徵振動峰。晶體的電荷密度可清晰看到水分子中的氫。ULM-1的晶體結構和組成，與地球上近年發現的一種稀有火山口礦物相似。在地球上，該礦物是由熱玄武岩與富含水和氨的火山氣體相互作用形成，這一發現為月球上的水和氨的來源提供了新線索。
為確保這一發現的準確性，研究人員進行嚴格的化學和氯同位素（37Cl/35Cl）分析。納米二次離子質譜（NanoSIMS）資料表明，該礦物的Cl同位素組成和地球礦物顯著不同，其δ37Cl值高達24‰，與月球上的礦物相符。對該礦物化學成分和形成條件的分析，進一步排除地球污染或火箭尾氣作為這種水合物的來源。該六水礦物的存在對月球火山氣體的組成給出重要的約束。基於熱力學分析，當時月球火山氣體中水的含量下限與目前地球中最為乾燥的Lengai火山相當，這對理解月球的演化過程具重要意義。這些發現也揭示了一個複雜的月球火山氣體變化歷史。
中科院物理所文章表示，這種水合礦物的發現也揭示了月球上水分子可能存在的一種形式——水合鹽。與易揮發的水冰不同，這種水合物在月球高緯度地區（嫦娥5號採樣點）非常穩定。這意味即使在廣闊的月球陽光照射區，也可能存在這種穩定的水合鹽，為月球資源的利用和探索提供更廣闊的前景。月球表面水合礦物的發現標誌著對月球水和銨研究的重大突破，也為未來月球資源的開發和利用提供了新的可能性。
