月球南极上的冰可能有不止一个来源

新的研究揭示了在月球南极地区报告的冰层的年龄，这些信息有助于确定冰层的来源，并有助于规划未来的人类探索。在散布在月球南极的陨石坑中发现冰层，有助于重新激发人们探索月球表面的兴趣，但没有人确切知道冰层是何时或如何到达月球表面的。发表在《伊卡洛斯》杂志上的一项新研究表明，虽然这些矿床中的大多数可能有几十亿年的历史，但有些可能是最近才发现的。

月球勘测轨道器捕捉到了月球南极的这些景象。Credit: NASA/Scientific Visualization Studio

布朗大学地球、环境和行星科学系的研究生、该研究的主要作者Ariel Deutsch说，月球沉积物的年龄对于基础科学和未来的月球探险家来说都很重要，因为他们可能会利用这些冰作为燃料和其他用途。“这些沉积物的年龄可以潜在地告诉我们一些关于冰的起源的信息，这有助于我们了解太阳系内部水的来源和分布，”Deutsch说。出于勘探目的，我们需要了解这些矿床的横向和纵向分布，以找出接近它们最好的办法，这些分布随时间而变化，因此了解年龄很重要。”

在这项研究中，Deutsch与布朗大学教授Jim Head和美国宇航局戈达德航天飞行中心的Gregory Neumann合作。研究人员利用美国国家航空航天局（nasa）自2009年起围绕月球运行的月球勘测轨道器的数据，观察并发现南极冰层的大型陨石坑的年龄。到目前为止，研究人员统计了在较大的陨石坑内累积的较小陨石坑的数量。科学家对时间影响的速度有一个大概的概念，所以计算陨石坑可以帮助确定地形的年代，研究发现，报告中的大部分冰层都是在31亿年前或更长时间前形成的大型陨石坑中发现的。因为冰的年龄不比陨石坑大多少，这就给冰的年龄设定了上限。研究人员说，仅仅因为陨石坑很老并不意味着里面的冰也那么老，但在这种情况下，有理由相信冰确实很老。这些沉积物在陨石坑底部呈不规则分布，这表明冰在很长一段时间内受到了微陨石和其他碎片的撞击。

研究人员说，如果这些报告的冰层确实是古代冰层，那将对勘探和潜在资源利用产生重大影响。Deutsch说：“有一些模型显示，随着时间的推移，冰开始随着深度的增加而集中。”所以，如果你发现一个旧的表层，你会期望下面有更多。”虽然大部分的冰是在古代的陨石坑里，但是研究人员也在较小的陨石坑里发现了冰的证据，从它们尖锐的、清晰的特征来看，这些陨石坑看起来年代很近，这表明南极的一些沉积物是最近才到达那里的，“那真是个惊喜”道奇说。以前还没有在较年轻的陨石坑中观察到冰。”研究人员说，如果确实存在不同年龄的沉积物，这表明它们可能也有不同的来源。较老的冰层可能来自于撞击月球表面的含水彗星和小行星，或者来自于从月球深处取水的火山活动。但是在最近一段时间里，月球上并没有太多大型的含水撞击坑，火山活动被认为在10亿年前就已经停止了。因此，最近的冰层可能有不同的来源——也许是豌豆大小的微陨石的轰击，或者是太阳风的注入。

研究人员说，最好的确定方法是把太空船送到那里获取一些样本。美国宇航局的阿耳特弥斯计划旨在2024年前将人类送上月球进行长期探索，并计划在此期间用机器人航天器执行多项前驱任务。海德是这项研究的合著者和德国的博士顾问，他说像这样的研究将有助于塑造这些未来的任务。海德说：“当我们考虑把人类送回月球进行长期探索时，我们需要知道有哪些资源可以依靠，而目前我们还不知道。”像这样的研究有助于我们预测我们应该需要去哪里”。

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