火星与月球上都发现了水？太空移民计划有着落了！

在浩瀚的宇宙中，水不仅是生命的摇篮，也是人类探索外太空的重要线索。近年来，科学家们在火星和月球上的发现，为我们揭示了宇宙中水资源的分布和特性，同时也为未来的星际旅行和外星定居提供了新的希望和可能性。

01 火星：隐藏在地下的液态水

2018年，哈勃太空望远镜拍摄了一张火星在尘暴期间的照片。超过30亿年前，这个多尘的红色星球曾拥有海洋和河流。那些水消失了，只留下了表面的冰，大部分位于极地冰帽。对火星内部的新分析表明，大部分液态水仍然存在于地表以下10-20公里的岩石孔隙中。

火星，这个红色的星球，一直是人类探索的热点。最近的一项研究指出，在火星的内部深层，存在着一个充满液态水的孔隙和裂缝区。这一发现不仅令人震惊，也为我们理解火星的过去和可能存在的生命提供了重要线索。

火星的液态水环境极端恶劣，可能含有各种杂质和矿物质，其物理和化学性质可能与地球上的水有所不同。然而，这些水资源的存在，即便无法直接供人类饮用，也为未来在火星建立基地提供了宝贵的建设用水，能显著减少从地球运输资源的成本和风险。

美国宇航局“洞察”号着陆器下方的火星内部剖面图。地壳的上5公里看起来是干燥的，但一项新的研究提供了证据，表明在地表以下11.5至20公里处有一个充满液态水的断裂岩区——其水量超过了被假设填满古代火星海洋的体积。

通过对火星地震波的分析，研究人员发现了火星内部深层的液态水储层。这些储水层存在于火星表面以下11公里至20公里的地方，其水量远超此前认为的火星地表曾经有过的海洋。这一储水层可能是生命的“避难所”，为火星深层地下可能存在的生命提供了一线希望。

02 月球：月壤中的分子水

长久以来，月球被视为一片极度干燥的荒原。然而，随着嫦娥五号任务的成功，中国科学家在月球样本中发现了一种含有分子水的矿物晶体，这一发现首次证实了月壤中水分子的存在，并揭示了月球上水分子以分子水的形式存在。

分散在月球上的含水矿物晶体示意图

月球上的分子水与地球上的水分子有所不同，它们是一种结晶水，类似于盐巴受潮后形成的水合物。这种分子水在月球的高纬度地区非常稳定，即使在阳光直射的区域也可能存在。了解月球上的水储量及其分布，对于规划未来人类登月任务和其他太空探索计划至关重要。

月球矿物光谱仪通过测量月球表面反射的特定波长光的能量，来推断月球表面是否存在“水”。科学家通过精确的单晶衍射和化学组分分析，在月球样本中发现了含水矿物，其结构中包含6个水分子构成的分子水，分子水在矿物样本中的质量占比高达41%。

03 水：星际探索的关键资源

无论是火星的液态水还是月球的分子水，它们都是人类探索外太空水资源的重要里程碑。水不仅是维持生命的关键资源，而且可以转化为液态氢和液态氧作为火箭燃料，这为月球成为太阳系深处或更远太空任务的燃料补给站提供了可能性。

然而，要实现星际旅行和外星定居，我们面临的挑战远不止水资源的获取。太空辐射防护、生态系统构建、能源供应、生命保障系统等大量复杂的难题有待解决。尽管如此，这些外太空的水发现，为人类实现星际旅行和定居的梦想，带来了新的希望。

火星和月球上的水资源发现，不仅是科学上的重大突破，也是人类探索宇宙的重要一步。它们为我们提供了关于宇宙中水的分布和特性的宝贵信息，同时也激发了我们对未知世界的好奇心和探索欲。随着科技的进步和对宇宙的深入了解，我们有理由相信，人类将能够在宇宙中找到更多的水资源，实现星际旅行和外星定居的梦想。

在未来，我们或许能够在火星上建立基地，利用其地下水资源进行建设；在月球上，我们或许能够收集分子水，将其转化为火箭燃料，为深空探索提供支持。这些发现和设想，不仅仅是科幻小说中的场景，它们正逐渐成为现实，等待着我们去探索和实现。

随着对火星和月球水资源的深入研究，我们有望揭开更多关于这些星球的秘密，包括水的来源、分布，以及如何在这些星球上有效利用这些资源。这不仅将推动科学的发展，也为人类在太空中的生存和探索提供新的机遇。让我们期待那一天的到来，期待人类在宇宙中的足迹能够遍布更多角落。

参考文献：

[1] Citron, R., Manga, M. & Hemingway, D. Timing of oceans on Mars from shoreline deformation. Nature 555, 643–646 (2018).

[2] Vashan W., Matthias M., and Michael M. Liquid water in the Martian mid-crust. PNAS(2024).

[3] Jin, S., Hao, M., Guo, Z. et al. Evidence of a hydrated mineral enriched in water and ammonium molecules in the Chang’e-5 lunar sample. Nat. Astron.(2024).

[4] 李传福. 月球发现水源，为太空探索注入新活力[N]..科普时报,2024-08-09（06）.