图 嫦娥六号月壤样品红外光谱及单颗粒的氢同位素和水含量
在国家自然科学基金项目（批准号：42422407、42241106、42230206、42422301）等资助下，中国科学院地质与地球物理所林杨挺团队和魏勇团队在月球水起源与空间分布研究方面取得进展。相关成果以“月表水的分布受控于纬度和月壤成熟度（Distribution of Lunar Surface Water Dependent on Latitude and Regolith Maturity）”为题，于2025年11月6日在线发表于《自然•地球科学》（Nature Geoscience）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-025-01819-9。
月表水的来源与空间分布特征，是揭示月球形成与演化历史的关键线索，具有重要的科学价值与应用意义。目前，月球存在水这一事实已通过遥感探测、月表原位观测和样品分析得到充分证实。然而，在遥感光谱探测中，由于对月球非等温粗糙表面未知热特性的解读不同，对“热辐射如何影响表面反射光谱”的判断会出现差异，导致3 μm处水的吸收特征分析结果不一致。
针对此问题，研究团队在地球实验室中对嫦娥六号月壤进行了光谱测量，规避了月面高温热辐射的干扰，展开了高空间分辨的氢含量和氢同位素分析。通过结合嫦娥五号月壤分析数据，以及同低纬度阿波罗样品结果对比，研究团队发现月球正背面的月壤颗粒表层水绝大部分来自于太阳风，中纬度颗粒表层氢含量接近于低纬度样品的两倍。这表明太阳风注入在月球正面与背面月壤颗粒所产生的水含量分布具有纬度依赖性。进一步对比嫦娥五号和六号的实验数据，研究团队发现嫦娥六号月壤整体的水含量显著高于嫦娥五号月壤，且其近红外光谱斜率更陡，玻璃质物质与亚微观金属铁的含量更高，表明其成熟度更高。由此可知，成熟度是调控月壤整体水含量的又一重要因素。
该研究表明纬度和月壤成熟度是控制月球风化层水含量的两个主要因素，为深入理解月球表面过程和未来的月球资源原位利用提供了重要参考。