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    山东大学史全岐和张江研究团队联合国内外多个科研团队
    通过多学科交叉研究证实“地球风”可在月球表面生成水

    日期 2021-05-14   来源:地球科学部   作者:程惠红 任杰  【 】   【打印】   【关闭

    图1 地球风产生月球水的效果图,(图片来源:Emmanuel Masongsong)

      在国家自然科学基金项目(批准号:41974189、41941001、41731068、41773065、 41961130382、41941003)资助下,山东大学史全岐和张江研究团队联合北京大学、中国科学院和北京航空航天大学等国内外多个单位科研人员,通过多学科(空间物理、天体化学和行星光谱学)交叉研究提出并证实“地球风”可在月球表面生成水,为理解整个太阳系中行星与其天然卫星的物质交换提供了新的思路。研究成果以“地球风可能是月球表面水的外部来源(Earth Wind as a Possible Exogenous Source of Lunar Surface Hydration)”为题,于2021年1月28日在期刊《天文物理通讯》(The Astrophysical Journal Letters)上发表,并被《自然》(Nature)杂志和美国天文学会收录为研究亮点。论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abd559。

      由于没有大气和内禀磁场的保护,月球上的环境极为恶劣,被普遍认为如沙漠一般干燥。然而,最近一些探测却发现月球上存在各种形式的水,如两极永久阴影区的水冰、火山岩石中蕴含的水。这些发现引发了人们对月球水的广泛兴趣,月表上的水究竟如何分布?它们来自哪里?是怎么生成的?该研究团队根据近月太阳风、地球风以及月表光谱等探测数据,详细分析了月球分别位于太阳风和地球风中时表面水的产生和损失过程。发现磁层屏蔽太阳风期间月球表面的水并没有大量“蒸发”损失掉;通过对比进入磁层前-中-后三个时期的月球表面水含量的变化,研究团队证实了地球风可以补充月表由于热损失而减少的水。在这个意义上,地球磁层成为了连接地球和月球的“桥梁”,为两者之间的物质输运提供了通道(图1)。

      该研究为实验室模拟月球水的形成过程、太阳系中其它行星系统物质输运提供了参考,有助于理解太阳系中水的演化、太阳和行星磁层活动对行星-卫星系统的影响等。