嫦娥五號是我國首個在月球表面實施採樣返回的無人探測器，該探測器於2020年11月24日發射升空，在完成了發射入軌、太空運行、近月制動、月面著陸、採樣返回等一系列的任務之後，嫦娥五號返回器於同年12月17日，順利地在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸，並帶回了1731克月球樣本。
這些珍貴的月球樣本對研究月球乃至太陽系的歷史和演化都具有重要的意義，理所當然地成為了科學家們的重點研究對象，根據2023年3月27日發表在《自然·地球科學》上的一項新研究，我國科學家在對嫦娥五號帶回的樣本進行深入研究之後，發現月球表面存在著一種特殊的水庫，根據科學家的估算，其含水量可達2700億噸。
需要注意的是，此次發現的月球水庫並不是我們在地球上常見的那種水庫，實際上，這些水是以水分子或水合物的形式被封鎖在月球表面的一種被稱為「衝擊玻璃」的物質中。
由於月球沒有大氣層的保護，月球表面經常會遭到小天體以及微隕石的撞擊，當撞擊發生之後，往往會產生上千攝氏度的高溫，這足以使月球表面的物質發生融化，而當其冷卻之後，就可能會形成玻璃狀物質，這就被稱為「衝擊玻璃」。
月壤中的「衝擊玻璃」大多是圓形或橢圓形的「玻璃珠子」，它們通常由小天體或微隕石撞擊月球表面時濺射出來的熔融態物質冷卻後形成，其大小一般在幾微米到幾毫米之間，在此次研究中，科學家從嫦娥五號帶回的樣本中提取了「衝擊玻璃」，並利用先進的儀器對其成分進行了測量。
測量結果表明，這些「衝擊玻璃」中含有相當數量的水，平均下來，每一噸「衝擊玻璃」就含有0.5千克的水，在此之後，科學家根據這些「衝擊玻璃」在月壤中的模式丰度、水含量以及月球上的月壤平均深度估算出，在月球表面的這些「衝擊玻璃」中，水的存儲量可以達到2700億噸。
如此高的含水量，我們完全可以稱之為月球水庫。那麼，為什麼這些「衝擊玻璃」中會含有這麼多水呢？科學家認為，這主要是太陽風的「貢獻」。
所謂太陽風，是指來自太陽的高速帶電粒子流，主要包括質子和電子，其速度可以高達每秒數百公里，由於月球沒有磁場，因此太陽風可以長驅直入，直接轟擊月球表面。
另一方面來講，月壤中的「衝擊玻璃」富含氧、矽、鋁、鈣、鎂、鐵等元素，因此當太陽風猛烈轟擊月球表面的時候，其攜帶質子就可以穿透「衝擊玻璃」，而質子其實就是氫原子核，因此它們就會與「衝擊玻璃」中的氧元素結合，生成水分子或羥基，並最終被封鎖在「衝擊玻璃」之中。
相信大家都聽說過，早在幾十年前，美國的「阿波羅計劃」就實施了6次載人登月，並取回了大約382公斤的月球樣本，這就有點令人疑惑，既然嫦娥五號通過1次登月採樣就能夠發現這種月球水庫，那為何美國登了6次月都沒發現呢？
根據NASA的數據，「阿波羅計劃」的6個登月點都是位於月球正面的中、低緯度的月海區域，這些區域有一個共同的特徵，那就是年代久遠，從這裡取回的月球樣本，其「年齡」基本上都在30億至42億歲之間。
相比之下，我國嫦娥五號的登陸點卻在月球正面西北方「呂姆克山脈」以北區域，相對「阿波羅計劃」的6個登月點而言，這片區域就要「年輕」得多，從這裡取回的樣本，其「年齡」通常都只有10多億年。
可以看到，嫦娥五號的登陸點與美國的「阿波羅計劃」有著很大的差異，所以一個可能的原因就是，水在月球表面分布得並不均勻，而美國登月時沒有登陸到月球表面富含水的區域。當然了，這只是一種猜測，實際情況是否真是這樣，還有待進一步研究和檢驗。
總而言之，對於人類來講，此次發現無疑是一個好消息，可以想像的是，在不遠的未來，當人類開始在月球上建造基地時，這些富含水的「衝擊玻璃」就很可能成為人類的重要水源。
參考資料：
Huicun He, Jianglong Ji, Yue Zhang, et al. A solar wind-derived water reservoir on the Moon hosted by impact glass beads, Nature Geoscience（2023）
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